A gépkocsik könnyűsúlyának csökkentése a globális autóipar közös célja. Az alumíniumötvözetek használatának növelése az autóipari alkatrészekben a modern, új típusú járművek fejlesztésének iránya. A 6082 alumíniumötvözet egy hőkezelhető, erősített alumíniumötvözet, közepes szilárdsággal, kiváló alakíthatósággal, hegeszthetőséggel, fáradásállósággal és korrózióállósággal. Ez az ötvözet csövekké, rudakká és profilokká extrudálható, és széles körben használják autóipari alkatrészekben, hegesztett szerkezeti elemekben, a közlekedésben és az építőiparban.
Jelenleg Kínában korlátozott mennyiségű kutatás folyik a 6082-es alumíniumötvözet új energiahordozókban való felhasználásával kapcsolatban. Ezért ez a kísérleti tanulmány a 6082-es alumíniumötvözet elemtartalmának, az extrudálási folyamat paramétereinek, a kioltási módszereknek stb. az ötvözet profiljának teljesítményére és mikroszerkezetére gyakorolt hatását vizsgálja. A tanulmány célja az ötvözet összetételének és a folyamat paramétereinek optimalizálása az új energiahordozókhoz alkalmas 6082-es alumíniumötvözet anyagok előállítása érdekében.
1. Vizsgálati anyagok és módszerek
Kísérleti folyamatábra: Ötvözetösszetétel-arány – Öntet olvasztás – Öntet homogenizálása – Öntet tuskókká fűrészelése – Profilok extrudálása – Profilok gyártósori edzése – Mesterséges öregítés – Próbatestek előkészítése.
1.1 Öntet előkészítése
A 6082-es alumíniumötvözet-összetételek nemzetközi tartományán belül három, szűkebb szabályozási tartományú összetételt választottak ki, amelyeket 6082-/6082″, 6082-Z jelöléssel láttak el, azonos Si elemtartalommal. Mg elemtartalom, y > z; Mn elemtartalom, x > y > z; Cr, Ti elemtartalom, x > y = z. A specifikus ötvözetösszetétel célértékeit az 1. táblázat mutatja. A bugöntést félfolyamatos vízhűtéses öntési módszerrel végezték, majd homogenizációs kezeléssel. Mindhárom bugát a gyár által kialakított rendszerrel homogenizálták 560 °C-on 2 órán át vízködös hűtéssel.
1.2 Profilok extrudálása
Az extrudálási folyamat paramétereit a tuskó fűtési hőmérsékletéhez és a kioltási hűtési sebességhez megfelelően beállítottuk. Az extrudált profilok keresztmetszetét az 1. ábra mutatja. Az extrudálási folyamat paramétereit a 2. táblázat mutatja. Az extrudált profilok alakítási állapotát a 2. ábra mutatja.
2. Tesztelések eredményei és elemzése
A három összetétel-tartományon belüli 6082 alumíniumötvözet profilok specifikus kémiai összetételét egy svájci ARL közvetlen leolvasású spektrométerrel határoztuk meg, a 3. táblázatban látható módon.
2.1 Teljesítménytesztelés
Összehasonlításképpen megvizsgálták a három összetételtartományú ötvözetprofil teljesítményét különböző edzési módszerekkel, azonos extrudálási paraméterekkel és öregítési folyamatokkal.
2.1.1 Mechanikai teljesítmény
175°C-on 8 órán át mesterséges öregítést követően a profilok extrudálási irányából standard mintákat vettek szakítóvizsgálathoz Shimadzu AG-X100 elektronikus univerzális vizsgálógéppel. A különböző összetételek és edzési módszerek mesterséges öregítés utáni mechanikai teljesítményét a 4. táblázat mutatja.
A 4. táblázatból látható, hogy az összes profil mechanikai teljesítménye meghaladja a nemzeti szabványértékeket. A 6082-Z ötvözetből készült tuskókból készült profilok törés utáni nyúlása alacsonyabb volt. A 6082-7 ötvözetből készült tuskókból készült profilok mutatták a legjobb mechanikai teljesítményt. A különböző szilárd oldatos módszerekkel előállított 6082-X ötvözetprofilok jobb teljesítményt mutattak gyors hűtéses edzési módszerekkel.
2.1.2 Hajlítási teljesítményvizsgálat
Egy elektronikus univerzális vizsgálógép segítségével hárompontos hajlítóvizsgálatokat végeztek a mintákon, és a hajlítási eredményeket a 3. ábra mutatja. A 3. ábra azt mutatja, hogy a 6082-Z ötvözetből készült tuskókból készült termékek felületén erős narancsbőr-elváltozás, a hajlított minták hátoldalán pedig repedések voltak. A 6082-X ötvözetből készült tuskókból készült termékek jobb hajlítási teljesítményt, sima, narancsbőr-elváltozás nélküli felületeket és csak apró repedéseket mutattak a hajlított minták hátoldalán a geometriai viszonyok által korlátozott helyeken.
2.1.3 Nagy nagyítású vizsgálat
A mintákat Carl Zeiss AX10 optikai mikroszkóp alatt vizsgálták mikroszerkezeti elemzés céljából. A három összetétel-tartományú ötvözetprofil mikroszerkezeti elemzésének eredményeit a 4. ábra mutatja. A 4. ábra azt mutatja, hogy a 6082-X rúdból és a 6082-K ötvözetből készült tuskókból készült termékek szemcsemérete hasonló volt, a 6082-X ötvözet szemcsemérete valamivel jobb volt a 6082-y ötvözethez képest. A 6082-Z ötvözetből készült tuskók nagyobb szemcsemérettel és vastagabb kéregrétegekkel rendelkeztek, ami könnyebben vezetett felszíni narancshéj-elszíneződéshez és gyengült belső fémkötéshez.
2.2 Eredményelemzés
A fenti teszteredmények alapján arra lehet következtetni, hogy az ötvözetösszetétel-tartomány kialakítása jelentősen befolyásolja az extrudált profilok mikroszerkezetét, teljesítményét és alakíthatóságát. A megnövekedett Mg-tartalom csökkenti az ötvözet képlékenységét, és repedésképződéshez vezet az extrudálás során. A magasabb Mn-, Cr- és Ti-tartalom pozitív hatással van a mikroszerkezet finomítására, ami viszont pozitívan befolyásolja a felületi minőséget, a hajlítási teljesítményt és az általános teljesítményt.
3. Következtetés
Az Mg elem jelentősen befolyásolja a 6082 alumíniumötvözet mechanikai teljesítményét. A megnövekedett Mg-tartalom csökkenti az ötvözet képlékenységét, és repedésképződéshez vezet az extrudálás során.
Az Mn, Cr és Ti pozitív hatással van a mikroszerkezet finomítására, ami az extrudált termékek felületi minőségének és hajlítási teljesítményének javulásához vezet.
A különböző edzési hűtési intenzitások észrevehető hatással vannak a 6082 alumíniumötvözet profilok teljesítményére. Autóipari felhasználásra a vízköddel történő edzést követő vízpermet-hűtés jobb mechanikai teljesítményt biztosít, és biztosítja a profilok alakját és méretpontosságát.
Szerkesztette: May Jiang, a MAT Aluminum oldaláról
Közzététel ideje: 2024. márc. 26.
