Lettvekt av biler er et felles mål for den globale bilindustrien. Å øke bruken av aluminiumslegeringsmaterialer i bilkomponenter er retningen for utviklingen for moderne kjøretøyer av ny type. 6082 aluminiumslegering er en varmebehandlebar, forsterket aluminiumslegering med moderat styrke, utmerket formbarhet, sveisbarhet, utmattelsesbestandighet og korrosjonsbestandighet. Denne legeringen kan ekstruderes i rør, stenger og profiler, og den er mye brukt i bilkomponenter, sveisede konstruksjonsdeler, transport og byggeindustrien.
For tiden er det begrenset forskning på 6082 aluminiumslegering for bruk i nye energikjøretøyer i Kina. Derfor undersøker denne eksperimentelle studien effekten av 6082 aluminiumlegeringselementinnholdsområde, ekstruderingsprosessparametere, bråkjølingsmetoder, etc., på legeringsprofilens ytelse og mikrostruktur. Denne studien tar sikte på å optimalisere legeringssammensetning og prosessparametere for å produsere 6082 aluminiumslegeringsmaterialer egnet for nye energikjøretøyer.
1. Test materialer og metoder
Eksperimentell prosessflyt: Legeringssammensetningsforhold – Ingotsmelting – Ingothomogenisering – Ingotsaging inn i barrer – Ekstrudering av profiler – In-line bråkjøling av profiler – Kunstig aldring – Forberedelse av testprøver.
1.1 Ingot-forberedelse
Innenfor det internasjonale utvalget av 6082 aluminiumslegeringssammensetninger ble tre sammensetninger valgt med smalere kontrollområder, merket som 6082-/6082″, 6082-Z, med samme Si-elementinnhold. Mg element innhold, y > z; Mn elementinnhold, x > y > z; Cr, Ti-elementinnhold, x > y = z. Målverdiene for den spesifikke legeringssammensetningen er vist i tabell 1. Ingotstøping ble utført ved bruk av en semi-kontinuerlig vannkjølende støpemetode, etterfulgt av homogeniseringsbehandling. Alle tre blokkene ble homogenisert ved bruk av fabrikkens etablerte system ved 560°C i 2 timer med vanntåkekjøling.
1.2 Ekstrudering av profiler
Ekstruderingsprosessparametrene ble justert passende for emneoppvarmingstemperatur og bråkjølingshastighet. Tverrsnittet av de ekstruderte profilene er vist i figur 1. Ekstruderingsprosessparametrene er vist i tabell 2. Formingsstatusen til ekstruderte profiler er vist i figur 2.
2.Testresultater og analyse
Den spesifikke kjemiske sammensetningen til 6082 aluminiumslegeringsprofilene innenfor de tre sammensetningsområdene ble bestemt ved å bruke et Swiss ARL direkteavlesningsspektrometer, som vist i tabell 3.
2.1 Ytelsestesting
For å sammenligne ble ytelsen til de tre legeringsprofilene i sammensetningsområdet med forskjellige bråkjølingsmetoder, identiske ekstruderingsparametre og aldringsprosesser undersøkt.
2.1.1 Mekanisk ytelse
Etter kunstig aldring ved 175°C i 8 timer, ble standardprøver tatt fra ekstruderingsretningen av profilene for strekktesting ved bruk av en Shimadzu AG-X100 elektronisk universell testmaskin. Mekanisk ytelse etter kunstig aldring for forskjellige sammensetninger og bråkjølingsmetoder er vist i tabell 4.
Fra tabell 4 kan man se at den mekaniske ytelsen til alle profilene overstiger de nasjonale standardverdiene. Profiler produsert av 6082-Z-legeringsblokker hadde lavere forlengelse etter brudd. Profiler produsert av 6082-7 legeringsblokker hadde den høyeste mekaniske ytelsen. 6082-X legeringsprofiler, med forskjellige solid løsningsmetoder, viste høyere ytelse med raske kjølingsmetoder.
2.1.2 Testing av bøyningsytelse
Ved hjelp av en elektronisk universaltestmaskin ble det utført trepunkts bøyetester på prøver, og bøyeresultatene er vist i figur 3. Figur 3 viser at produkter produsert av 6082-Z legeringsblokker hadde alvorlig appelsinskall på overflaten og sprekker på overflaten. baksiden av de bøyde prøvene. Produkter produsert av 6082-X-legeringsblokker hadde bedre bøyeevne, glatte overflater uten appelsinskall og bare små sprekker på posisjoner begrenset av geometriske forhold på baksiden av de bøyde prøvene.
2.1.3 Inspeksjon med høy forstørrelse
Prøver ble observert under et Carl Zeiss AX10 optisk mikroskop for mikrostrukturanalyse. Mikrostrukturanalyseresultatene for de tre legeringsprofilene i sammensetningsområdet er vist i figur 4. Figur 4 indikerer at kornstørrelsen på produkter produsert fra 6082-X-stang og 6082-K-legeringsblokker var lik, med litt bedre kornstørrelse i 6082-X legering sammenlignet med 6082-y legering. Produkter produsert av 6082-Z-legeringsblokker hadde større kornstørrelser og tykkere cortex-lag, noe som lettere førte til overflateappelsinskall og svekket intern metallbinding.
2.2 Resultatanalyse
Basert på testresultatene ovenfor, kan det konkluderes med at utformingen av legeringssammensetningsområdet i betydelig grad påvirker mikrostrukturen, ytelsen og formbarheten til ekstruderte profiler. Et økt innhold av Mg-elementer reduserer legeringens plastisitet og fører til sprekkdannelse under ekstrudering. Høyere Mn-, Cr- og Ti-innhold har en positiv effekt på raffinering av mikrostrukturen, som igjen påvirker overflatekvaliteten, bøyeytelsen og den generelle ytelsen positivt.
3.Konklusjon
Mg-elementet påvirker den mekaniske ytelsen til 6082 aluminiumslegering betydelig. Et økt Mg-innhold reduserer legeringens plastisitet og fører til sprekkdannelse under ekstrudering.
Mn, Cr og Ti har en positiv effekt på forfining av mikrostruktur, noe som fører til forbedret overflatekvalitet og bøyeytelse til ekstruderte produkter.
Ulike kjøleintensiteter for bråkjøling har en merkbar innvirkning på ytelsen til 6082 aluminiumslegeringsprofiler. For bilbruk, ved å ta i bruk en bråkjølingsprosess med vanntåke etterfulgt av vannspraykjøling gir bedre mekanisk ytelse og sikrer profilenes form og dimensjonsnøyaktighet.
Redigert av May Jiang fra MAT Aluminium
Innleggstid: 26. mars 2024
