Олекотяването на автомобилите е обща цел на глобалната автомобилна индустрия. Увеличаването на използването на материали от алуминиеви сплави в автомобилните компоненти е посоката на развитие на съвременните автомобили от нов тип. Алуминиевата сплав 6082 е термично обработваема, подсилена алуминиева сплав с умерена якост, отлична формоспособност, заваряемост, устойчивост на умора и устойчивост на корозия. Тази сплав може да бъде екструдирана в тръби, пръти и профили и се използва широко в автомобилни компоненти, заварени структурни части, транспорт и строителна индустрия.
В момента има ограничени изследвания на алуминиева сплав 6082 за използване в нови енергийни превозни средства в Китай. Ето защо, това експериментално проучване изследва ефектите от обхвата на съдържанието на елементи от алуминиева сплав 6082, параметрите на процеса на екструзия, методите на охлаждане и т.н. върху производителността и микроструктурата на профила на сплавта. Това проучване има за цел да оптимизира състава на сплавта и параметрите на процеса за производство на материали от алуминиева сплав 6082, подходящи за нови енергийни превозни средства.
1. Тестови материали и методи
Експериментален процес на протичане: Съотношение на състава на сплавта – Топене на блока – Хомогенизиране на блока – Разрязване на блока в заготовки – Екструдиране на профили – Редовно закаляване на профили – Изкуствено стареене – Подготовка на пробни образци.
1.1 Подготовка на блока
В рамките на международната гама от 6082 композиции от алуминиеви сплави бяха избрани три композиции с по-тесни контролни диапазони, обозначени като 6082-/6082″, 6082-Z, със същото съдържание на Si елемент. Съдържание на Mg елемент, y > z; Съдържание на Mn елемент, x > y > z; Cr, съдържание на Ti елемент, x > y = z. Целевите стойности на специфичния състав на сплавта са показани в таблица 1. Леенето на слитък беше извършено чрез използване на метод на полунепрекъснато леене с водно охлаждане, последвано от хомогенизираща обработка. И трите слитъка бяха хомогенизирани с помощта на установената във фабриката система при 560°C в продължение на 2 часа с охлаждане с водна мъгла.
1.2 Екструдиране на профили
Параметрите на процеса на екструзия бяха регулирани по подходящ начин за температурата на нагряване на заготовката и скоростта на охлаждане при охлаждане. Напречното сечение на екструдираните профили е показано на фигура 1. Параметрите на процеса на екструдиране са показани в таблица 2. Състоянието на формоване на екструдираните профили е показано на фигура 2.
2. Резултати от теста и анализ
Специфичният химичен състав на профилите от алуминиева сплав 6082 в рамките на трите съставни диапазона беше определен с помощта на швейцарски ARL спектрометър за директно отчитане, както е показано в таблица 3.
2.1 Тестване на производителността
За сравнение беше изследвано представянето на профилите на сплавта от три състава с различни методи на охлаждане, идентични параметри на екструзия и процеси на стареене.
2.1.1 Механични характеристики
След изкуствено стареене при 175°C в продължение на 8 часа, бяха взети стандартни образци от посоката на екструдиране на профилите за изпитване на опън с помощта на електронна универсална машина за изпитване Shimadzu AG-X100. Механичните показатели след изкуствено стареене за различни състави и методи на охлаждане са показани в таблица 4.
От таблица 4 може да се види, че механичните характеристики на всички профили надвишават националните стандартни стойности. Профилите, произведени от заготовки от сплав 6082-Z, имат по-ниско удължение след счупване. Профилите, произведени от заготовки от сплав 6082-7, имат най-високи механични характеристики. Профилите от сплав 6082-X, с различни методи на твърд разтвор, показаха по-висока производителност с методите за охлаждане с бързо охлаждане.
2.1.2 Тестване на ефективността на огъване
С помощта на електронна универсална машина за изпитване бяха проведени триточкови тестове за огъване на проби и резултатите от огъване са показани на Фигура 3. Фигура 3 показва, че продуктите, произведени от заготовки от сплав 6082-Z, имат силна портокалова кора на повърхността и напукване по повърхността гръб на огънатите проби. Продуктите, произведени от заготовки от сплав 6082-X, имаха по-добра производителност на огъване, гладки повърхности без портокалова кора и само малки пукнатини в позиции, ограничени от геометрични условия на гърба на огънатите проби.
2.1.3 Инспекция с голямо увеличение
Пробите се наблюдават под оптичен микроскоп Carl Zeiss AX10 за анализ на микроструктурата. Резултатите от анализа на микроструктурата за профилите на сплавта с три състава са показани на Фигура 4. Фигура 4 показва, че размерът на зърното на продуктите, произведени от 6082-X прът и заготовки от сплав 6082-K, е подобен, с малко по-добър размер на зърното в 6082-X сплав в сравнение с 6082-y сплав. Продуктите, произведени от заготовки от сплав 6082-Z, имат по-големи размери на зърната и по-дебели кортексни слоеве, което по-лесно води до повърхностна портокалова кора и отслабва вътрешно метално свързване.
2.2 Анализ на резултатите
Въз основа на резултатите от горните тестове може да се заключи, че дизайнът на обхвата на състава на сплавта значително влияе върху микроструктурата, производителността и формоспособността на екструдираните профили. Повишеното съдържание на Mg елемент намалява пластичността на сплавта и води до образуване на пукнатини по време на екструдиране. По-високото съдържание на Mn, Cr и Ti има положителен ефект върху рафинирането на микроструктурата, което от своя страна влияе положително върху качеството на повърхността, производителността на огъване и цялостната производителност.
3. Заключение
Елементът Mg значително влияе върху механичните характеристики на алуминиевата сплав 6082. Повишеното съдържание на Mg намалява пластичността на сплавта и води до образуване на пукнатини по време на екструдиране.
Mn, Cr и Ti имат положителен ефект върху усъвършенстването на микроструктурата, което води до подобрено качество на повърхността и огъване на екструдирани продукти.
Различните интензитети на охлаждане при охлаждане оказват забележимо влияние върху производителността на профилите от алуминиева сплав 6082. За автомобилна употреба, приемането на процес на охлаждане на водна мъгла, последван от охлаждане с воден спрей, осигурява по-добри механични характеристики и гарантира точността на формата и размерите на профилите.
Редактирано от May Jiang от MAT Aluminium
Време на публикуване: 26 март 2024 г
