Letvægtning af biler er et fælles mål for den globale bilindustri. Øget brug af aluminiumslegeringsmaterialer i bilkomponenter er udviklingsretningen for moderne køretøjer af ny type. 6082 aluminiumslegering er en varmebehandlebar, forstærket aluminiumslegering med moderat styrke, fremragende formbarhed, svejsbarhed, udmattelsesbestandighed og korrosionsbestandighed. Denne legering kan ekstruderes i rør, stænger og profiler, og den er meget udbredt i bilkomponenter, svejsede konstruktionsdele, transport og byggeindustrien.
I øjeblikket er der begrænset forskning i 6082 aluminiumslegering til brug i nye energikøretøjer i Kina. Derfor undersøger denne eksperimentelle undersøgelse virkningerne af 6082 aluminiumlegeringselementindhold, ekstruderingsprocesparametre, bratkølingsmetoder osv. på legeringsprofilens ydeevne og mikrostruktur. Denne undersøgelse har til formål at optimere legeringssammensætning og procesparametre for at producere 6082 aluminiumslegeringsmaterialer, der er egnede til nye energikøretøjer.
1. Test materialer og metoder
Eksperimentelt procesflow: Legeringssammensætningsforhold – Ingotsmeltning – Ingothomogenisering – Ingotsavning i barrer – Ekstrudering af profiler – In-line bratkøling af profiler – Kunstig ældning – Forberedelse af testprøver.
1.1 Ingot-forberedelse
Inden for det internationale udvalg af 6082 aluminiumslegeringssammensætninger blev tre sammensætninger udvalgt med snævrere kontrolområder, mærket som 6082-/6082″, 6082-Z, med det samme Si-elementindhold. Mg elementindhold, y > z; Mn elementindhold, x > y > z; Cr, Ti-elementindhold, x > y = z. De specifikke målværdier for legeringssammensætningen er vist i tabel 1. Støbning af barrer blev udført ved anvendelse af en semi-kontinuerlig vandkølende støbemetode efterfulgt af homogeniseringsbehandling. Alle tre barrer blev homogeniseret under anvendelse af fabrikkens etablerede system ved 560°C i 2 timer med vandtågeafkøling.
1.2 Ekstrudering af profiler
Ekstruderingsprocesparametrene blev justeret passende til billetopvarmningstemperatur og bratkølingshastighed. Tværsnittet af de ekstruderede profiler er vist i figur 1. Ekstruderingsprocesparametrene er vist i tabel 2. Formgivningsstatus for ekstruderede profiler er vist i figur 2.
2.Testresultater og analyse
Den specifikke kemiske sammensætning af 6082 aluminiumlegeringsprofilerne inden for de tre sammensætningsområder blev bestemt ved hjælp af et Swiss ARL direkte aflæsningsspektrometer, som vist i tabel 3.
2.1 Ydelsestest
For at sammenligne blev ydeevnen af de tre sammensætningsserier legeringsprofiler med forskellige bratkølingsmetoder, identiske ekstruderingsparametre og ældningsprocesser undersøgt.
2.1.1 Mekanisk ydeevne
Efter kunstig ældning ved 175°C i 8 timer, blev standardprøver taget fra profilernes ekstruderingsretning til trækprøvning ved anvendelse af en Shimadzu AG-X100 elektronisk universaltestmaskine. Mekanisk ydeevne efter kunstig ældning for forskellige sammensætninger og bratkølingsmetoder er vist i tabel 4.
Af tabel 4 kan det ses, at den mekaniske ydeevne af alle profiler overstiger de nationale standardværdier. Profiler fremstillet af 6082-Z legeringsblokke havde lavere forlængelse efter brud. Profiler fremstillet af 6082-7 legerede emner havde den højeste mekaniske ydeevne. 6082-X legeringsprofiler, med forskellige faste opløsningsmetoder, udviste højere ydeevne med hurtige afkølingsmetoder.
2.1.2 Test af bøjningsydelse
Ved hjælp af en elektronisk universaltestmaskine blev der udført trepunktsbøjningstests på prøver, og bøjningsresultaterne er vist i figur 3. Figur 3 viser, at produkter fremstillet af 6082-Z legeringsblokke havde kraftig appelsinskal på overfladen og revner på overfladen. bagsiden af de bøjede prøver. Produkter fremstillet af 6082-X-legeringsblokke havde bedre bøjningsydelse, glatte overflader uden appelsinskal og kun små revner i positioner begrænset af geometriske forhold på bagsiden af de bøjede prøver.
2.1.3 Inspektion med høj forstørrelse
Prøver blev observeret under et Carl Zeiss AX10 optisk mikroskop til mikrostrukturanalyse. Mikrostrukturanalyseresultaterne for de tre legeringsprofiler i sammensætningsområdet er vist i figur 4. Figur 4 viser, at kornstørrelsen af produkter fremstillet af 6082-X stang og 6082-K legeringsblokke var ens, med lidt bedre kornstørrelse i 6082-X legering sammenlignet med 6082-y legering. Produkter fremstillet af 6082-Z-legeringer havde større kornstørrelser og tykkere cortex-lag, hvilket lettere førte til overfladeappelsinskal og svækket intern metalbinding.
2.2 Resultatanalyse
Baseret på ovenstående testresultater kan det konkluderes, at designet af legeringssammensætningsområdet signifikant påvirker mikrostrukturen, ydeevnen og formbarheden af ekstruderede profiler. Et øget indhold af Mg-elementer reducerer legeringens plasticitet og fører til revnedannelse under ekstrudering. Højere Mn-, Cr- og Ti-indhold har en positiv effekt på raffinering af mikrostrukturen, hvilket igen har en positiv indvirkning på overfladekvaliteten, bøjningsydelsen og den generelle ydeevne.
3.Konklusion
Mg-elementet påvirker den mekaniske ydeevne af 6082 aluminiumslegering markant. Et øget Mg-indhold reducerer legeringens plasticitet og fører til revnedannelse under ekstrudering.
Mn, Cr og Ti har en positiv effekt på mikrostrukturforfining, hvilket fører til forbedret overfladekvalitet og bøjningsydelse af ekstruderede produkter.
Forskellige bratkølende køleintensiteter har en mærkbar indflydelse på ydeevnen af 6082 aluminiumslegeringsprofiler. Til brug i biler giver anvendelse af en slukningsproces med vandtåge efterfulgt af vandspray-køling bedre mekanisk ydeevne og sikrer profilernes form og dimensionelle nøjagtighed.
Redigeret af May Jiang fra MAT Aluminium
Indlægstid: Mar-26-2024
