Lättviktning av bilar är ett gemensamt mål för den globala bilindustrin. Att öka användningen av aluminiumlegeringsmaterial i fordonskomponenter är utvecklingsriktningen för moderna fordon av ny typ. 6082 aluminiumlegering är en värmebehandlingsbar, förstärkt aluminiumlegering med måttlig styrka, utmärkt formbarhet, svetsbarhet, utmattningsbeständighet och korrosionsbeständighet. Denna legering kan extruderas till rör, stavar och profiler, och den används ofta i fordonskomponenter, svetsade konstruktionsdelar, transporter och byggindustrin.
För närvarande finns det begränsad forskning om 6082 aluminiumlegering för användning i nya energifordon i Kina. Därför undersöker denna experimentella studie effekterna av 6082 aluminiumlegeringselementinnehållsintervall, extruderingsprocessparametrar, härdningsmetoder, etc., på legeringsprofilens prestanda och mikrostruktur. Denna studie syftar till att optimera legeringssammansättning och processparametrar för att producera 6082 aluminiumlegeringsmaterial lämpliga för nya energifordon.
1. Testmaterial och metoder
Experimentellt processflöde: Legeringssammansättningsförhållande – Götsmältning – Göthomogenisering – Götsågning till ämnen – Extrudering av profiler – In-line härdning av profiler – Konstgjord åldring – Beredning av provexemplar.
1.1 Götberedning
Inom det internationella intervallet av 6082 aluminiumlegeringskompositioner valdes tre kompositioner med snävare kontrollintervall, märkta som 6082-/6082″, 6082-Z, med samma Si-elementinnehåll. Mg elementinnehåll, y > z; Mn elementinnehåll, x > y > z; Cr, Ti-elementinnehåll, x > y = z. Målvärdena för den specifika legeringssammansättningen visas i tabell 1. Götgjutning utfördes med användning av en semi-kontinuerlig vattenkylningsgjutmetod, följt av homogeniseringsbehandling. Alla tre tackorna homogeniserades med användning av fabrikens etablerade system vid 560°C under 2 timmar med vattendimma kylning.
1.2 Extrudering av profiler
Extruderingsprocessparametrarna justerades på lämpligt sätt för ämnets uppvärmningstemperatur och kylningshastighet för kylning. Tvärsnittet av de extruderade profilerna visas i figur 1. Extruderingsprocessparametrarna visas i tabell 2. Formningsstatusen för extruderade profiler visas i figur 2.
2.Testresultat och analys
Den specifika kemiska sammansättningen av 6082-aluminiumlegeringsprofilerna inom de tre sammansättningsområdena bestämdes med användning av en schweizisk ARL-direktavläsningsspektrometer, som visas i tabell 3.
2.1 Prestandatestning
För att jämföra, undersöktes prestandan för de tre sammansättningsområdets legeringsprofiler med olika härdningsmetoder, identiska extruderingsparametrar och åldringsprocesser.
2.1.1 Mekanisk prestanda
Efter artificiell åldring vid 175°C under 8 timmar togs standardprover från profilernas extruderingsriktning för dragprovning med användning av en Shimadzu AG-X100 elektronisk universell testmaskin. Mekanisk prestanda efter artificiell åldring för olika kompositioner och härdningsmetoder visas i tabell 4.
Av tabell 4 kan man se att den mekaniska prestandan för alla profiler överstiger de nationella standardvärdena. Profiler tillverkade av 6082-Z legeringsämnen hade lägre töjning efter brott. Profiler tillverkade av 6082-7 legeringsämnen hade den högsta mekaniska prestandan. 6082-X legeringsprofiler, med olika fasta lösningsmetoder, uppvisade högre prestanda med snabba kylningsmetoder.
2.1.2 Test av böjningsprestanda
Med hjälp av en elektronisk universell testmaskin utfördes trepunktsböjtester på prover, och böjningsresultaten visas i figur 3. Figur 3 visar att produkter tillverkade av 6082-Z legeringsämnen hade kraftigt apelsinskal på ytan och sprickor på baksidan av de böjda proverna. Produkter tillverkade av 6082-X legeringsämnen hade bättre böjningsprestanda, släta ytor utan apelsinskal och endast små sprickor vid positioner begränsade av geometriska förhållanden på baksidan av de böjda proverna.
2.1.3 Högförstoringsinspektion
Prover observerades under ett Carl Zeiss AX10 optiskt mikroskop för mikrostrukturanalys. Mikrostrukturanalysresultaten för de tre legeringsprofilerna i sammansättningsområdet visas i figur 4. Figur 4 indikerar att kornstorleken för produkter tillverkade av 6082-X-stav och 6082-K-legeringsämnen var liknande, med något bättre kornstorlek i 6082-X legering jämfört med 6082-y legering. Produkter tillverkade av 6082-Z legeringsämnen hade större kornstorlekar och tjockare cortexlager, vilket lättare ledde till ytapelsinskal och försvagad inre metallbindning.
2.2 Resultatanalys
Baserat på ovanstående testresultat kan man dra slutsatsen att utformningen av legeringssammansättningsområdet signifikant påverkar mikrostrukturen, prestandan och formbarheten hos extruderade profiler. Ett ökat innehåll av Mg-element minskar legeringens plasticitet och leder till sprickbildning under extrudering. Högre Mn-, Cr- och Ti-innehåll har en positiv effekt på förfining av mikrostrukturen, vilket i sin tur positivt påverkar ytkvalitet, böjningsprestanda och övergripande prestanda.
3. Slutsats
Mg-elementet påverkar avsevärt den mekaniska prestandan hos 6082 aluminiumlegering. En ökad Mg-halt minskar legeringens plasticitet och leder till sprickbildning under extrudering.
Mn, Cr och Ti har en positiv effekt på mikrostrukturförfining, vilket leder till förbättrad ytkvalitet och böjningsprestanda hos extruderade produkter.
Olika kylningsintensiteter för kylning har en märkbar inverkan på prestandan hos 6082 aluminiumlegeringsprofiler. För bilbruk ger en härdningsprocess av vattendimma följt av vattenspraykylning bättre mekanisk prestanda och säkerställer profilernas form och dimensionella noggrannhet.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminium
Posttid: 2024-mars
