Odľahčenie automobilov je spoločným cieľom globálneho automobilového priemyslu.Smerom vývoja moderných vozidiel nového typu je stále častejšie používanie materiálov z hliníkových zliatin v automobilových komponentoch.Hliníková zliatina 6082 je tepelne spracovateľná, spevnená hliníková zliatina so strednou pevnosťou, vynikajúcou tvarovateľnosťou, zvariteľnosťou, odolnosťou proti únave a koróziou.Táto zliatina môže byť extrudovaná do rúr, tyčí a profilov a je široko používaná v automobilových komponentoch, zváraných konštrukčných častiach, doprave a stavebnom priemysle.
V súčasnosti prebieha obmedzený výskum hliníkovej zliatiny 6082 na použitie v nových energetických vozidlách v Číne.Preto táto experimentálna štúdia skúma účinky rozsahu obsahu prvkov z hliníkovej zliatiny 6082, parametrov procesu vytláčania, metód kalenia atď. na výkonnosť a mikroštruktúru profilu zliatiny.Cieľom tejto štúdie je optimalizovať zloženie zliatiny a parametre procesu na výrobu 6082 materiálov z hliníkových zliatin vhodných pre nové energetické vozidlá.
1. Testovacie materiály a metódy
Experimentálny priebeh procesu: Pomer zloženia zliatiny – Tavenie ingotov – Homogenizácia ingotov – Rezanie ingotov na predvalky – Extrúzia profilov – In-line kalenie profilov – Umelé starnutie – Príprava skúšobných telies.
1.1 Príprava ingotov
V rámci medzinárodného rozsahu zloženia hliníkových zliatin 6082 boli vybrané tri kompozície s užším rozsahom kontroly, označené ako 6082-/6082″, 6082-Z, s rovnakým obsahom prvkov Si.obsah Mg prvku, y > z;Obsah prvku Mn, x > y > z;Cr, obsah prvku Ti, x > y = z.Cieľové hodnoty špecifického zloženia zliatiny sú uvedené v tabuľke 1. Odlievanie ingotov sa uskutočňovalo s použitím metódy semikontinuálneho odlievania s vodným chladením, po ktorej nasledovalo homogenizačné spracovanie.Všetky tri ingoty sa homogenizovali s použitím systému zavedeného továrňou pri 560 °C počas 2 hodín s chladením vodnou hmlou.
1.2 Extrúzia profilov
Parametre procesu vytláčania boli vhodne upravené pre teplotu ohrevu predvalkov a rýchlosť chladenia kalením.Prierez extrudovaných profilov je znázornený na obrázku 1. Parametre procesu extrúzie sú uvedené v tabuľke 2. Stav formovania extrudovaných profilov je znázornený na obrázku 2.
2. Výsledky testu a analýza
Špecifické chemické zloženie profilov z hliníkovej zliatiny 6082 v rámci troch rozsahov zloženia sa určilo pomocou spektrometra s priamym čítaním Swiss ARL, ako je uvedené v tabuľke 3.
2.1 Testovanie výkonu
Na porovnanie sa skúmala výkonnosť troch profilov zliatiny zloženia s rôznymi spôsobmi kalenia, identickými parametrami vytláčania a procesmi starnutia.
2.1.1 Mechanický výkon
Po umelom starnutí pri 175 °C počas 8 hodín sa odobrali štandardné vzorky zo smeru extrúzie profilov na skúšku ťahom pomocou elektronického univerzálneho testovacieho stroja Shimadzu AG-X100.Mechanický výkon po umelom starnutí pre rôzne kompozície a spôsoby kalenia je uvedený v tabuľke 4.
Z tabuľky 4 je zrejmé, že mechanické vlastnosti všetkých profilov presahujú hodnoty národných noriem.Profily vyrobené z predvalkov zliatiny 6082-Z mali po zlome nižšie predĺženie.Profily vyrobené zo zliatinových predvalkov 6082-7 mali najvyšší mechanický výkon.Profily zliatiny 6082-X s rôznymi metódami tuhých roztokov vykazovali vyšší výkon pri metódach rýchleho ochladzovania.
2.1.2 Testovanie výkonu v ohybe
Pomocou elektronického univerzálneho testovacieho stroja sa na vzorkách vykonali trojbodové ohybové testy a výsledky ohybu sú znázornené na obrázku 3. Obrázok 3 ukazuje, že výrobky vyrobené z predvalkov zliatiny 6082-Z mali na povrchu silnú pomarančovú kôru a praskanie na povrchu. zadná strana ohnutých vzoriek.Výrobky vyrobené z predvalkov zliatiny 6082-X mali lepší ohýbací výkon, hladké povrchy bez pomarančovej kôry a len malé praskliny v polohách obmedzených geometrickými podmienkami na zadnej strane ohýbaných vzoriek.
2.1.3 Inšpekcia s vysokým zväčšením
Vzorky sa pozorovali pod optickým mikroskopom Carl Zeiss AX10 na analýzu mikroštruktúry.Výsledky mikroštruktúrnej analýzy pre tri profily zliatiny zloženia sú znázornené na obrázku 4. Obrázok 4 ukazuje, že veľkosť zŕn produktov vyrobených z tyče 6082-X a predvalkov zliatiny 6082-K bola podobná, s mierne lepšou veľkosťou zŕn v prípade 6082-X zliatina v porovnaní so zliatinou 6082-y.Výrobky vyrobené z predvalkov zliatiny 6082-Z mali väčšiu veľkosť zŕn a hrubšie kortexové vrstvy, čo ľahšie viedlo k povrchovej pomarančovej kôre a oslabeniu vnútornej kovovej väzby.
2.2 Analýza výsledkov
Na základe vyššie uvedených výsledkov testov možno konštatovať, že návrh rozsahu zloženia zliatin významne ovplyvňuje mikroštruktúru, výkon a tvárnosť extrudovaných profilov.Zvýšený obsah Mg prvku znižuje plasticitu zliatiny a vedie k tvorbe trhlín počas extrúzie.Vyšší obsah Mn, Cr a Ti má pozitívny vplyv na zjemnenie mikroštruktúry, čo následne pozitívne ovplyvňuje kvalitu povrchu, ohybový výkon a celkový výkon.
3.Záver
Mg prvok výrazne ovplyvňuje mechanické vlastnosti hliníkovej zliatiny 6082.Zvýšený obsah Mg znižuje plasticitu zliatiny a vedie k tvorbe trhlín počas extrúzie.
Mn, Cr a Ti majú pozitívny vplyv na zjemnenie mikroštruktúry, čo vedie k zlepšeniu kvality povrchu a ohýbaniu extrudovaných produktov.
Rôzne intenzity chladenia pri kalení majú výrazný vplyv na výkon profilov z hliníkovej zliatiny 6082.Pre automobilové použitie, prijatie procesu kalenia vodnej hmly nasledovaného vodným chladením poskytuje lepší mechanický výkon a zaisťuje tvarovú a rozmerovú presnosť profilov.
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odoslania: 26. marca 2024
