La lleugeresa dels automòbils és un objectiu compartit de la indústria global de l'automòbil. Augmentar l'ús de materials d'aliatge d'alumini en components d'automoció és la direcció de desenvolupament dels vehicles moderns de nou tipus. L'aliatge d'alumini 6082 és un aliatge d'alumini reforçat tractable tèrmicament amb força moderada, excel·lent conformabilitat, soldabilitat, resistència a la fatiga i resistència a la corrosió. Aquest aliatge es pot extruir en canonades, barres i perfils, i s'utilitza àmpliament en components d'automoció, peces estructurals soldades, transport i indústria de la construcció.
Actualment, hi ha una investigació limitada sobre l'aliatge d'alumini 6082 per utilitzar-lo en vehicles d'energia nova a la Xina. Per tant, aquest estudi experimental investiga els efectes del rang de contingut d'elements d'aliatge d'alumini 6082, paràmetres del procés d'extrusió, mètodes d'extinció, etc., sobre el rendiment i la microestructura del perfil d'aliatge. Aquest estudi pretén optimitzar la composició de l'aliatge i els paràmetres del procés per produir 6082 materials d'aliatge d'alumini adequats per a vehicles d'energia nova.
1. Materials i mètodes d'assaig
Flux del procés experimental: Relació de composició de l'aliatge – Fusió de lingots – Homogeneïtzació de lingots – Serrat de lingots en palanxes – Extrusió de perfils – Trempat en línia de perfils – Envelliment artificial – Preparació de mostres d'assaig.
1.1 Preparació del lingot
Dins de la gamma internacional de composicions d'aliatge d'alumini 6082, es van seleccionar tres composicions amb rangs de control més estrets, etiquetats com 6082-/6082 ", 6082-Z, amb el mateix contingut d'elements Si. contingut de l'element Mg, y > z; contingut de l'element Mn, x > y > z; Cr, contingut de l'element Ti, x > y = z. Els valors objectiu específics de la composició de l'aliatge es mostren a la Taula 1. La colada de lingot es va realitzar mitjançant un mètode de colada per refrigeració per aigua semicontinua, seguit d'un tractament d'homogeneïtzació. Els tres lingots es van homogeneïtzar mitjançant el sistema establert a la fàbrica a 560 °C durant 2 hores amb un refredament amb boira d'aigua.
1.2 Extrusió de perfils
Els paràmetres del procés d'extrusió es van ajustar adequadament per a la temperatura d'escalfament de billets i la velocitat de refredament d'extinció. La secció transversal dels perfils extrusats es mostra a la figura 1. Els paràmetres del procés d'extrusió es mostren a la taula 2. L'estat de formació dels perfils extrusats es mostra a la figura 2.
2.Resultats de les proves i anàlisi
La composició química específica dels perfils d'aliatge d'alumini 6082 dins dels tres rangs de composició es va determinar mitjançant un espectròmetre de lectura directa ARL suís, tal com es mostra a la taula 3.
2.1 Proves de rendiment
Per comparar, es va examinar el rendiment dels tres perfils d'aliatge de la gamma de composició amb diferents mètodes de trempat, paràmetres d'extrusió idèntics i processos d'envelliment.
2.1.1 Rendiment mecànic
Després d'un envelliment artificial a 175 °C durant 8 hores, es van prendre mostres estàndard de la direcció d'extrusió dels perfils per a proves de tracció mitjançant una màquina de prova universal electrònica Shimadzu AG-X100. El rendiment mecànic després de l'envelliment artificial per a diferents composicions i mètodes d'extinció es mostra a la taula 4.
A la taula 4, es pot observar que el rendiment mecànic de tots els perfils supera els valors estàndards nacionals. Els perfils produïts a partir de palanques d'aliatge 6082-Z tenien un allargament menor després de la fractura. Els perfils produïts a partir de palanxes d'aliatge 6082-7 tenien el rendiment mecànic més alt. Els perfils d'aliatge 6082-X, amb diferents mètodes de solució sòlida, van mostrar un rendiment més elevat amb mètodes de refredament ràpid.
2.1.2 Prova de rendiment de flexió
Utilitzant una màquina de prova universal electrònica, es van realitzar proves de flexió de tres punts a les mostres, i els resultats de flexió es mostren a la figura 3. La figura 3 mostra que els productes produïts a partir de palanxes d'aliatge 6082-Z tenien una pell de taronja severa a la superfície i s'esquerdaven a la superfície. posterior de les mostres doblegades. Els productes produïts a partir de palanques d'aliatge 6082-X tenien un millor rendiment de flexió, superfícies llises sense pell de taronja i només petites esquerdes en posicions limitades per condicions geomètriques a la part posterior de les mostres doblegades.
2.1.3 Inspecció d'Alta Ampliació
Les mostres es van observar amb un microscopi òptic Carl Zeiss AX10 per a l'anàlisi de la microestructura. Els resultats de l'anàlisi de la microestructura per als tres perfils d'aliatge de la gamma de composició es mostren a la figura 4. La figura 4 indica que la mida del gra dels productes produïts a partir de barres 6082-X i bitlles d'aliatge 6082-K era similar, amb una mida de gra lleugerament millor a 6082-X. aliatge en comparació amb l'aliatge 6082-y. Els productes produïts a partir de palanques d'aliatge 6082-Z tenien mides de gra més grans i capes d'escorça més gruixudes, cosa que conduïa més fàcilment a la pell de taronja superficial i debilitava l'enllaç metàl·lic intern.
2.2 Anàlisi de resultats
A partir dels resultats de les proves anteriors, es pot concloure que el disseny del rang de composició d'aliatge afecta significativament la microestructura, el rendiment i la conformabilitat dels perfils extrusats. Un augment del contingut d'elements de Mg redueix la plasticitat de l'aliatge i condueix a la formació d'esquerdes durant l'extrusió. Un contingut més alt de Mn, Cr i Ti té un efecte positiu en el perfeccionament de la microestructura, que al seu torn afecta positivament la qualitat de la superfície, el rendiment de flexió i el rendiment general.
3.Conclusió
L'element Mg afecta significativament el rendiment mecànic de l'aliatge d'alumini 6082. Un augment del contingut de Mg redueix la plasticitat de l'aliatge i condueix a la formació d'esquerdes durant l'extrusió.
Mn, Cr i Ti tenen un efecte positiu en el refinament de la microestructura, donant lloc a una millor qualitat de la superfície i al rendiment de flexió dels productes extrusats.
Les diferents intensitats de refrigeració d'extinció tenen un impacte notable en el rendiment dels perfils d'aliatge d'alumini 6082. Per a l'ús d'automoció, l'adopció d'un procés d'extinció de boira d'aigua seguida d'un refredament per polvorització d'aigua proporciona un millor rendiment mecànic i garanteix la forma i la precisió dimensional dels perfils.
Editat per May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicació: 26-mar-2024
