Smanjenje težine automobila zajednički je cilj globalne automobilske industrije. Sve veća upotreba materijala od aluminijskih legura u automobilskim komponentama smjer je razvoja modernih vozila novog tipa. 6082 aluminijska legura je ojačana aluminijska legura koja se može toplinski obraditi s umjerenom čvrstoćom, izvrsnom sposobnošću oblikovanja, zavarljivošću, otpornošću na zamor i otpornošću na koroziju. Ova se legura može ekstrudirati u cijevi, šipke i profile, a naširoko se koristi u automobilskim komponentama, zavarenim konstrukcijskim dijelovima, transportu i građevinskoj industriji.
Trenutačno postoji ograničeno istraživanje legure aluminija 6082 za upotrebu u novim energetskim vozilima u Kini. Stoga ova eksperimentalna studija istražuje učinke raspona sadržaja elemenata legure aluminija 6082, parametara procesa ekstruzije, metoda kaljenja itd. na izvedbu i mikrostrukturu profila legure. Ova studija ima za cilj optimizirati sastav legure i procesne parametre za proizvodnju materijala od aluminijske legure 6082 prikladnih za nova energetska vozila.
1. Ispitni materijali i metode
Tijek eksperimentalnog procesa: Omjer sastava legure – Taljenje ingota – Homogenizacija ingota – Piljenje ingota u gredice – Ekstruzija profila – Kaljenje profila u liniji – Umjetno starenje – Priprema ispitnih uzoraka.
1.1 Priprema ingota
Unutar međunarodnog raspona sastava 6082 aluminijskih legura, odabrana su tri sastava s užim kontrolnim rasponima, označenih kao 6082-/6082″, 6082-Z, s istim sadržajem Si elementa. sadržaj Mg elementa, y > z; sadržaj Mn elementa, x > y > z; Sadržaj Cr, Ti elemenata, x > y = z. Specifične ciljane vrijednosti sastava legure prikazane su u tablici 1. Lijevanje ingota izvedeno je metodom polukontinuiranog lijevanja s vodenim hlađenjem, nakon čega je uslijedio tretman homogenizacije. Sva tri ingota su homogenizirana korištenjem tvornički uspostavljenog sustava na 560°C tijekom 2 sata uz hlađenje vodenom maglom.
1.2 Ekstruzija profila
Parametri procesa ekstruzije prilagođeni su na odgovarajući način za temperaturu zagrijavanja trupaca i brzinu hlađenja kaljenja. Poprečni presjek ekstrudiranih profila prikazan je na slici 1. Parametri procesa ekstruzije prikazani su u tablici 2. Status oblikovanja ekstrudiranih profila prikazan je na slici 2.
2. Rezultati ispitivanja i analiza
Specifični kemijski sastav profila od aluminijske legure 6082 unutar tri raspona sastava određen je korištenjem švicarskog ARL spektrometra za izravno očitavanje, kao što je prikazano u tablici 3.
2.1 Testiranje performansi
Za usporedbu, ispitana je izvedba profila legura s tri raspona sastava s različitim metodama kaljenja, identičnim parametrima ekstruzije i procesima starenja.
2.1.1 Mehanička izvedba
Nakon umjetnog starenja na 175°C u trajanju od 8 sati, uzeti su standardni uzorci iz smjera ekstruzije profila za ispitivanje vlačne čvrstoće pomoću elektroničkog univerzalnog ispitnog stroja Shimadzu AG-X100. Mehanička izvedba nakon umjetnog starenja za različite sastave i metode gašenja prikazana je u tablici 4.
Iz tablice 4 može se vidjeti da mehanička izvedba svih profila premašuje nacionalne standardne vrijednosti. Profili izrađeni od gredica legure 6082-Z imali su manje istezanje nakon loma. Profili proizvedeni od gredica legure 6082-7 imali su najveću mehaničku učinkovitost. Profili legure 6082-X, s različitim metodama krute otopine, pokazali su bolju izvedbu s metodama brzog hlađenja i kaljenja.
2.1.2 Ispitivanje izvedbe savijanja
Korištenjem elektroničkog univerzalnog stroja za ispitivanje, na uzorcima su provedena ispitivanja savijanja u tri točke, a rezultati savijanja prikazani su na slici 3. Slika 3 pokazuje da proizvodi proizvedeni od gredica legure 6082-Z imaju jaku narančinu koru na površini i pukotine na površini stražnja strana savijenih uzoraka. Proizvodi proizvedeni od gredica legure 6082-X imali su bolju izvedbu savijanja, glatke površine bez narančine kore i samo male pukotine na pozicijama ograničenim geometrijskim uvjetima na stražnjoj strani savijenih uzoraka.
2.1.3 Pregled s velikim povećanjem
Uzorci su promatrani pod optičkim mikroskopom Carl Zeiss AX10 za analizu mikrostrukture. Rezultati analize mikrostrukture za tri profila legure raspona sastava prikazani su na slici 4. Slika 4 pokazuje da je veličina zrna proizvoda proizvedenih od šipke 6082-X i gredica legure 6082-K bila slična, s malo boljom veličinom zrna u 6082-X legura u usporedbi s legurom 6082-y. Proizvodi proizvedeni od gredica legure 6082-Z imali su veće veličine zrna i deblje slojeve korteksa, što je lakše dovelo do površinske narančine kore i oslabilo unutarnje metalno vezivanje.
2.2 Analiza rezultata
Na temelju gornjih rezultata ispitivanja može se zaključiti da dizajn raspona sastava legure značajno utječe na mikrostrukturu, performanse i mogućnost oblikovanja ekstrudiranih profila. Povećani sadržaj Mg elementa smanjuje plastičnost legure i dovodi do stvaranja pukotina tijekom ekstruzije. Veći sadržaj Mn, Cr i Ti ima pozitivan učinak na pročišćavanje mikrostrukture, što zauzvrat pozitivno utječe na kvalitetu površine, performanse savijanja i ukupne performanse.
3. Zaključak
Element Mg značajno utječe na mehaničku izvedbu aluminijske legure 6082. Povećani sadržaj Mg smanjuje plastičnost legure i dovodi do stvaranja pukotina tijekom ekstruzije.
Mn, Cr i Ti imaju pozitivan učinak na rafiniranje mikrostrukture, što dovodi do poboljšane kvalitete površine i performansi savijanja ekstrudiranih proizvoda.
Različiti intenziteti hlađenja kaljenja imaju značajan utjecaj na performanse profila od aluminijske legure 6082. Za automobilsku upotrebu, usvajanje procesa gašenja vodenom maglom nakon kojeg slijedi hlađenje vodenim sprejom osigurava bolju mehaničku izvedbu i osigurava točnost oblika i dimenzija profila.
Uredio May Jiang iz MAT Aluminiuma
Vrijeme objave: 26. ožujka 2024
