Ușurarea automobilelor este un obiectiv comun al industriei auto globale. Creșterea utilizării materialelor din aliaje de aluminiu în componentele auto este direcția de dezvoltare a vehiculelor moderne de tip nou. Aliajul de aluminiu 6082 este un aliaj de aluminiu întărit tratabil termic, cu rezistență moderată, formabilitate excelentă, sudabilitate, rezistență la oboseală și rezistență la coroziune. Acest aliaj poate fi extrudat în țevi, tije și profile și este utilizat pe scară largă în componente auto, piese structurale sudate, transport și industria construcțiilor.
În prezent, există cercetări limitate privind aliajul de aluminiu 6082 pentru utilizare în vehiculele cu energie nouă în China. Prin urmare, acest studiu experimental investighează efectele intervalului de conținut de elemente din aliaj de aluminiu 6082, parametrii procesului de extrudare, metodele de călire etc. asupra performanței și microstructurii profilului aliajului. Acest studiu își propune să optimizeze compoziția aliajului și parametrii de proces pentru a produce 6082 de materiale din aliaj de aluminiu potrivite pentru vehicule cu energie nouă.
1. Materiale și metode de testare
Fluxul procesului experimental: Raportul compoziției aliajului – Topirea lingoului – Omogenizarea lingoului – Taierea lingoului în țagle – Extrudarea profilelor – Călirea în linie a profilelor – Îmbătrânirea artificială – Pregătirea eșantioanelor de testare.
1.1 Prepararea lingourilor
În gama internațională de compoziții de aliaj de aluminiu 6082, au fost selectate trei compoziții cu intervale de control mai înguste, etichetate ca 6082-/6082″, 6082-Z, cu același conținut de element Si. Conținut de element Mg, y > z; Conținutul elementului Mn, x > y > z; Cr, conținut de element Ti, x > y = z. Valorile țintă ale compoziției specifice ale aliajului sunt prezentate în Tabelul 1. Turnarea lingoului a fost efectuată folosind o metodă de turnare semi-continuă cu răcire cu apă, urmată de un tratament de omogenizare. Toate cele trei lingouri au fost omogenizate folosind sistemul stabilit de fabrică la 560°C timp de 2 ore cu răcire cu ceață de apă.
1.2 Extrudarea profilelor
Parametrii procesului de extrudare au fost ajustați corespunzător pentru temperatura de încălzire a țaglelor și viteza de răcire de stingere. Secțiunea transversală a profilelor extrudate este prezentată în Figura 1. Parametrii procesului de extrudare sunt prezentați în Tabelul 2. Starea de formare a profilelor extrudate este prezentată în Figura 2.
2. Rezultate și analize ale testelor
Compoziția chimică specifică a profilelor din aliaj de aluminiu 6082 din cele trei intervale de compoziție a fost determinată folosind un spectrometru elvețian cu citire directă ARL, așa cum se arată în Tabelul 3.
2.1 Testarea performanței
Pentru a compara, a fost examinată performanța celor trei profile de aliaj din gama de compoziție cu metode de călire diferite, parametri de extrudare identici și procese de îmbătrânire.
2.1.1 Performanță mecanică
După îmbătrânirea artificială la 175°C timp de 8 ore, probele standard au fost prelevate din direcția de extrudare a profilelor pentru testarea la tracțiune folosind o mașină de testare universală electronică Shimadzu AG-X100. Performanța mecanică după îmbătrânirea artificială pentru diferite compoziții și metode de stingere este prezentată în Tabelul 4.
Din Tabelul 4, se poate observa că performanța mecanică a tuturor profilelor depășește valorile standard naționale. Profilele produse din țagle din aliaj 6082-Z au avut o alungire mai mică după rupere. Profilele produse din țagle din aliaj 6082-7 au avut cea mai mare performanță mecanică. Profilele din aliaj 6082-X, cu diferite metode de soluție solidă, au prezentat performanțe mai mari cu metodele de răcire rapidă de călire.
2.1.2 Testarea performanței la îndoire
Folosind o mașină de testare universală electronică, testele de îndoire în trei puncte au fost efectuate pe eșantioane, iar rezultatele de îndoire sunt prezentate în Figura 3. Figura 3 arată că produsele produse din țagle din aliaj 6082-Z au avut coajă de portocală severă la suprafață și crăpare pe suprafață. spatele mostrelor îndoite. Produsele produse din țagle din aliaj 6082-X au avut o performanță mai bună la îndoire, suprafețe netede, fără coajă de portocală și doar crăpături mici în poziții limitate de condițiile geometrice pe spatele mostrelor îndoite.
2.1.3 Inspecție cu mărire mare
Probele au fost observate la un microscop optic Carl Zeiss AX10 pentru analiza microstructurii. Rezultatele analizei microstructurii pentru cele trei profile de aliaj din gama de compoziție sunt prezentate în Figura 4. Figura 4 indică faptul că dimensiunea granulelor produselor produse din tijă 6082-X și țagle din aliaj 6082-K a fost similară, cu dimensiunea granulelor puțin mai bună în 6082-X aliaj comparativ cu aliajul 6082-y. Produsele produse din țagle din aliaj 6082-Z au avut granule mai mari și straturi de cortex mai groase, ceea ce a dus mai ușor la coajă de portocală la suprafață și la slăbirea lipirii interioare a metalelor.
2.2 Analiza rezultatelor
Pe baza rezultatelor testelor de mai sus, se poate concluziona că proiectarea intervalului de compoziție a aliajului afectează în mod semnificativ microstructura, performanța și formabilitatea profilelor extrudate. Un conținut crescut de element Mg reduce plasticitatea aliajului și duce la formarea de fisuri în timpul extrudarii. Conținutul mai mare de Mn, Cr și Ti are un efect pozitiv asupra rafinării microstructurii, care, la rândul său, are un impact pozitiv asupra calității suprafeței, performanței de îndoire și performanței generale.
3.Concluzie
Elementul Mg afectează semnificativ performanța mecanică a aliajului de aluminiu 6082. Un conținut crescut de Mg reduce plasticitatea aliajului și duce la formarea de fisuri în timpul extrudarii.
Mn, Cr și Ti au un efect pozitiv asupra rafinamentului microstructurii, ceea ce duce la îmbunătățirea calității suprafeței și a performanței de îndoire a produselor extrudate.
Diferite intensități de răcire de călire au un impact vizibil asupra performanței profilelor din aliaj de aluminiu 6082. Pentru uzul auto, adoptarea unui proces de stingere a ceață de apă urmat de răcire prin pulverizare cu apă asigură o performanță mecanică mai bună și asigură forma profilelor și precizia dimensională.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminium
Ora postării: 26-mar-2024
