Lažja teža avtomobilov je skupni cilj svetovne avtomobilske industrije. Vse večja uporaba materialov iz aluminijevih zlitin v avtomobilskih komponentah je smer razvoja sodobnih vozil novega tipa. Aluminijeva zlitina 6082 je toplotno obdelana, ojačana aluminijeva zlitina z zmerno trdnostjo, odlično sposobnostjo oblikovanja, varljivostjo, odpornostjo proti utrujenosti in odpornostjo proti koroziji. To zlitino je mogoče ekstrudirati v cevi, palice in profile ter se pogosto uporablja v avtomobilskih komponentah, varjenih strukturnih delih, transportu in gradbeništvu.
Trenutno so na Kitajskem omejene raziskave o aluminijevi zlitini 6082 za uporabo v vozilih z novo energijo. Zato ta eksperimentalna študija raziskuje učinke razpona vsebnosti elementov iz aluminijeve zlitine 6082, parametrov postopka iztiskanja, metod kaljenja itd., na učinkovitost in mikrostrukturo profila zlitine. Namen te študije je optimizirati sestavo zlitine in procesne parametre za proizvodnjo materialov iz aluminijeve zlitine 6082, primernih za vozila z novimi energijami.
1. Preskusni materiali in metode
Potek eksperimentalnega procesa: Sestavno razmerje zlitine – Taljenje ingota – Homogenizacija ingota – Žaganje ingota v gredice – Ekstrudiranje profilov – Kaljenje profilov v liniji – Umetno staranje – Priprava preizkušancev.
1.1 Priprava ingota
Znotraj mednarodnega obsega sestavkov aluminijevih zlitin 6082 so bile izbrane tri sestavke z ožjimi kontrolnimi razponi, označene kot 6082-/6082″, 6082-Z, z enako vsebnostjo elementov Si. Vsebnost elementa Mg, y > z; Vsebnost elementa Mn, x > y > z; Vsebnost elementov Cr, Ti, x > y = z. Ciljne vrednosti specifične sestave zlitine so prikazane v tabeli 1. Ulivanje ingota je bilo izvedeno z metodo polkontinuiranega litja z vodnim hlajenjem, čemur je sledila homogenizacijska obdelava. Vse tri ingote smo homogenizirali z uporabo tovarniško uveljavljenega sistema pri 560 °C 2 uri s hlajenjem z vodno meglo.
1.2 Ekstrudiranje profilov
Parametri postopka iztiskanja so bili ustrezno prilagojeni temperaturi segrevanja gredice in hitrosti hlajenja pri kaljenju. Prečni prerez ekstrudiranih profilov je prikazan na sliki 1. Parametri postopka ekstrudiranja so prikazani v tabeli 2. Stanje oblikovanja ekstrudiranih profilov je prikazano na sliki 2.
2. Rezultati testa in analiza
Specifična kemična sestava profilov iz aluminijeve zlitine 6082 v treh območjih sestave je bila določena z uporabo švicarskega ARL spektrometra za neposredno branje, kot je prikazano v tabeli 3.
2.1 Testiranje delovanja
Za primerjavo je bila preučena učinkovitost profilov zlitin s tremi sestavami z različnimi metodami kaljenja, enakimi parametri iztiskanja in postopki staranja.
2.1.1 Mehanska zmogljivost
Po 8-urnem umetnem staranju pri 175°C so bili vzeti standardni vzorci iz smeri iztiskanja profilov za natezno testiranje z elektronskim univerzalnim preskusnim strojem Shimadzu AG-X100. Mehanska zmogljivost po umetnem staranju za različne sestave in metode kaljenja je prikazana v tabeli 4.
Iz tabele 4 je razvidno, da mehanske lastnosti vseh profilov presegajo nacionalne standardne vrednosti. Profili, izdelani iz gredic zlitine 6082-Z, so imeli manjši raztezek po zlomu. Profili, izdelani iz gredic zlitine 6082-7, so imeli najvišjo mehansko zmogljivost. Profili iz zlitine 6082-X z različnimi metodami trdne raztopine so pokazali večjo učinkovitost pri metodah hitrega hlajenja.
2.1.2 Preskušanje zmogljivosti pri upogibanju
Z uporabo elektronskega univerzalnega preskusnega stroja so bili na vzorcih izvedeni tritočkovni upogibni preskusi, rezultati upogibanja pa so prikazani na sliki 3. Slika 3 prikazuje, da so imeli izdelki, izdelani iz gredic zlitine 6082-Z, močno pomarančno kožo na površini in razpoke na površini. zadnji del upognjenih vzorcev. Izdelki, izdelani iz gredic zlitine 6082-X, so imeli boljšo upogibno zmogljivost, gladke površine brez pomarančne kože in le majhne razpoke na položajih, omejenih z geometrijskimi pogoji na zadnji strani upognjenih vzorcev.
2.1.3 Pregled z veliko povečavo
Vzorce smo opazovali pod optičnim mikroskopom Carl Zeiss AX10 za analizo mikrostrukture. Rezultati analize mikrostrukture za profile zlitin s tremi razponi sestave so prikazani na sliki 4. Slika 4 kaže, da je bila velikost zrn izdelkov, izdelanih iz palic 6082-X in zlitin 6082-K, podobna, z nekoliko boljšo velikostjo zrn pri 6082-X zlitine v primerjavi z zlitino 6082-y. Izdelki, izdelani iz gredic zlitine 6082-Z, so imeli večjo velikost zrn in debelejše plasti korteksa, kar je lažje povzročilo površinsko pomarančno lupino in oslabilo notranjo kovinsko vez.
2.2 Analiza rezultatov
Na podlagi zgornjih rezultatov preskusa je mogoče sklepati, da zasnova obsega sestave zlitine pomembno vpliva na mikrostrukturo, zmogljivost in sposobnost oblikovanja ekstrudiranih profilov. Povečana vsebnost elementa Mg zmanjša plastičnost zlitine in povzroči nastanek razpok med iztiskanjem. Višja vsebnost Mn, Cr in Ti pozitivno vpliva na izboljšanje mikrostrukture, kar posledično pozitivno vpliva na kakovost površine, upogibno zmogljivost in splošno zmogljivost.
3. Zaključek
Element Mg pomembno vpliva na mehansko zmogljivost aluminijeve zlitine 6082. Povečana vsebnost Mg zmanjša plastičnost zlitine in povzroči nastanek razpok med iztiskanjem.
Mn, Cr in Ti pozitivno vplivajo na izboljšanje mikrostrukture, kar vodi do izboljšane kakovosti površine in upogibne zmogljivosti ekstrudiranih izdelkov.
Različne intenzivnosti hlajenja pri kaljenju imajo opazen vpliv na zmogljivost profilov iz aluminijeve zlitine 6082. Za uporabo v avtomobilih uporaba postopka gašenja z vodno meglo, ki mu sledi hlajenje z vodnim pršenjem, zagotavlja boljše mehanske lastnosti in zagotavlja obliko in dimenzijsko natančnost profilov.
Uredil May Jiang iz MAT Aluminium
Čas objave: 26. marec 2024
