Odlehčení automobilů je společným cílem celosvětového automobilového průmyslu. Směrem vývoje moderních vozidel nového typu je stále větší používání materiálů z hliníkových slitin v automobilových součástech. Hliníková slitina 6082 je tepelně zpracovatelná, vyztužená hliníková slitina se střední pevností, vynikající tvarovatelností, svařitelností, odolností proti únavě a odolností proti korozi. Tato slitina může být vytlačována do trubek, tyčí a profilů a je široce používána v automobilových součástech, svařovaných konstrukčních dílech, dopravě a ve stavebnictví.
V současné době probíhá omezený výzkum hliníkové slitiny 6082 pro použití v nových energetických vozidlech v Číně. Tato experimentální studie proto zkoumá účinky rozsahu obsahu prvků z hliníkové slitiny 6082, parametry procesu vytlačování, metody kalení atd. na výkon a mikrostrukturu profilu slitiny. Tato studie si klade za cíl optimalizovat složení slitiny a parametry procesu pro výrobu 6082 materiálů ze slitin hliníku vhodných pro nová energetická vozidla.
1. Testovací materiály a metody
Průběh experimentu: Poměr složení slitiny – Tavení ingotu – Homogenizace ingotu – Řezání ingotu na předvalky – Extruze profilů – In-line kalení profilů – Umělé stárnutí – Příprava zkušebních těles.
1.1 Příprava ingotů
V rámci mezinárodní řady složení hliníkových slitin 6082 byla vybrána tři složení s užším kontrolním rozsahem, označená jako 6082-/6082″, 6082-Z, se stejným obsahem prvků Si. obsah prvku Mg, y > z; Obsah prvku Mn, x > y > z; Cr, obsah prvku Ti, x > y = z. Konkrétní cílové hodnoty složení slitiny jsou uvedeny v tabulce 1. Odlévání ingotů bylo prováděno metodou semikontinuálního lití s vodním chlazením, po kterém následovalo homogenizační zpracování. Všechny tři ingoty byly homogenizovány za použití systému zavedeného továrnou při 560 °C po dobu 2 hodin s chlazením vodní mlhou.
1.2 Vytlačování profilů
Parametry procesu vytlačování byly vhodně upraveny pro teplotu ohřevu předvalků a rychlost chlazení kalením. Průřez vytlačovaných profilů je znázorněn na obrázku 1. Parametry procesu vytlačování jsou uvedeny v tabulce 2. Stav tváření vytlačovaných profilů je znázorněn na obrázku 2. Obr.
2. Výsledky testů a analýza
Specifické chemické složení profilů z hliníkové slitiny 6082 ve třech rozmezích složení bylo stanoveno pomocí švýcarského spektrometru s přímým čtením ARL, jak je uvedeno v tabulce 3.
2.1 Testování výkonu
Pro srovnání byla zkoumána výkonnost tří slitinových profilů řady složení s různými metodami kalení, stejnými parametry vytlačování a procesy stárnutí.
2.1.1 Mechanické provedení
Po umělém stárnutí při 175 °C po dobu 8 hodin byly ze směru vytlačování profilů odebrány standardní vzorky pro tahové zkoušky pomocí elektronického univerzálního zkušebního stroje Shimadzu AG-X100. Mechanický výkon po umělém stárnutí pro různá složení a způsoby kalení je uveden v tabulce 4.
Z tabulky 4 je vidět, že mechanické vlastnosti všech profilů překračují hodnoty národní normy. Profily vyrobené z předvalků slitiny 6082-Z měly nižší tažnost po přetržení. Profily vyrobené ze slitinových sochorů 6082-7 měly nejvyšší mechanické vlastnosti. Profily slitiny 6082-X s různými metodami v tuhém roztoku vykazovaly vyšší výkon s metodami rychlého chlazení a kalení.
2.1.2 Testování výkonu v ohybu
Pomocí elektronického univerzálního testovacího stroje byly na vzorcích provedeny tříbodové ohybové testy a výsledky ohybu jsou znázorněny na obrázku 3. Obrázek 3 ukazuje, že produkty vyrobené z předvalků slitiny 6082-Z měly na povrchu silnou oranžovou kůru a praskliny na povrchu. zadní strana ohnutých vzorků. Výrobky vyrobené z předvalků slitiny 6082-X měly lepší ohybový výkon, hladké povrchy bez pomerančové kůry a pouze malé praskliny v polohách omezených geometrickými podmínkami na zadní straně ohýbaných vzorků.
2.1.3 Kontrola s velkým zvětšením
Vzorky byly pozorovány pod optickým mikroskopem Carl Zeiss AX10 pro analýzu mikrostruktury. Výsledky mikrostrukturní analýzy pro tři profily slitin řady složení jsou znázorněny na obrázku 4. Obrázek 4 ukazuje, že velikost zrna produktů vyrobených z tyčí 6082-X a předvalků ze slitiny 6082-K byla podobná, s mírně lepší velikostí zrna u 6082-X slitina ve srovnání se slitinou 6082-y. Produkty vyrobené z předvalků slitiny 6082-Z měly větší zrnitost a silnější vrstvy kůry, což snadněji vedlo k povrchové pomerančové kůře a oslabené vnitřní kovové vazbě.
2.2 Analýza výsledků
Na základě výše uvedených výsledků testů lze konstatovat, že návrh rozsahu složení slitin významně ovlivňuje mikrostrukturu, výkon a tvařitelnost vytlačovaných profilů. Zvýšený obsah Mg prvku snižuje plasticitu slitiny a vede k tvorbě trhlin během vytlačování. Vyšší obsah Mn, Cr a Ti má pozitivní vliv na zušlechťování mikrostruktury, což zase pozitivně ovlivňuje kvalitu povrchu, ohýbací výkon a celkový výkon.
3.Závěr
Mg prvek významně ovlivňuje mechanické vlastnosti hliníkové slitiny 6082. Zvýšený obsah Mg snižuje plasticitu slitiny a vede k tvorbě trhlin během vytlačování.
Mn, Cr a Ti mají pozitivní vliv na zjemnění mikrostruktury, což vede ke zlepšení kvality povrchu a ohýbání extrudovaných výrobků.
Různé intenzity zhášení chlazení mají znatelný dopad na výkon profilů z hliníkové slitiny 6082. Pro použití v automobilech použití procesu kalení vodní mlhou s následným chlazením vodní sprchou poskytuje lepší mechanický výkon a zajišťuje tvarovou a rozměrovou přesnost profilů.
Editoval May Jiang z MAT Aluminium
Čas odeslání: 26. března 2024
