A redución de peso dos automóbiles é un obxectivo común da industria automotriz global. O aumento do uso de materiais de aliaxe de aluminio en compoñentes de automóbiles é a dirección de desenvolvemento dos vehículos modernos de novo tipo. A aliaxe de aluminio 6082 é unha aliaxe de aluminio reforzada e tratable térmicamente cunha resistencia moderada, excelente formabilidade, soldabilidade, resistencia á fatiga e resistencia á corrosión. Esta aliaxe pódese extruir en tubos, barras e perfís, e úsase amplamente en compoñentes de automóbiles, pezas estruturais soldadas, transporte e industria da construción.
Actualmente, hai unha investigación limitada sobre a aliaxe de aluminio 6082 para o seu uso en vehículos de nova enerxía en China. Polo tanto, este estudo experimental investiga os efectos do rango de contido de elementos de aliaxe de aluminio 6082, os parámetros do proceso de extrusión, os métodos de extinción, etc., no rendemento e na microestrutura do perfil da aliaxe. Este estudo ten como obxectivo optimizar a composición da aliaxe e os parámetros do proceso para producir 6082 materiais de aliaxe de aluminio axeitados para vehículos de nova enerxía.
1. Materiais e métodos de proba
Fluxo do proceso experimental: Relación de composición da aliaxe – Fundición de lingotes – Homoxeneización de lingotes – Serrado de lingotes en tochos – Extrusión de perfís – Templado en liña de perfís – Envellecemento artificial – Preparación de probetas.
1.1 Preparación do lingote
Dentro da gama internacional de composicións de aliaxe de aluminio 6082, seleccionáronse tres composicións con intervalos de control máis estreitos, etiquetados como 6082-/6082″, 6082-Z, co mesmo contido de elemento Si. Contido de elementos Mg, y > z; Mn contido do elemento, x > y > z; Cr, contido do elemento Ti, x > y = z. Os valores obxectivos de composición específica da aliaxe móstranse na Táboa 1. A fundición de lingotes realizouse mediante un método de fundición semicontinua por refrixeración por auga, seguido dun tratamento de homoxeneización. Os tres lingotes homoxeneizáronse mediante o sistema establecido na fábrica a 560 °C durante 2 horas con arrefriamento de auga néboa.
1.2 Extrusión de Perfís
Os parámetros do proceso de extrusión axustáronse axeitadamente para a temperatura de quecemento do tocho e a taxa de arrefriamento do enfriamento. A sección transversal dos perfís extruídos móstrase na Figura 1. Os parámetros do proceso de extrusión móstranse na Táboa 2. O estado de formación dos perfís extruidos móstrase na Figura 2.
2. Resultados das probas e análise
A composición química específica dos perfís de aliaxe de aluminio 6082 dentro dos tres intervalos de composición determinouse mediante un espectrómetro de lectura directa ARL suízo, como se mostra na táboa 3.
2.1 Probas de rendemento
Para comparar, examinouse o rendemento dos tres perfís de aliaxe da gama de composicións con diferentes métodos de extinción, idénticos parámetros de extrusión e procesos de envellecemento.
2.1.1 Rendemento mecánico
Despois do envellecemento artificial a 175 °C durante 8 horas, tomáronse mostras estándar da dirección de extrusión dos perfís para probas de tracción mediante unha máquina de proba electrónica universal Shimadzu AG-X100. O rendemento mecánico despois do envellecemento artificial para diferentes composicións e métodos de extinción móstrase na táboa 4.
A partir da táboa 4, pódese ver que o rendemento mecánico de todos os perfís supera os valores estándar nacionais. Os perfís producidos a partir de tochos de aliaxe 6082-Z tiñan menor alongamento despois da fractura. Os perfís producidos a partir de tochos de aliaxe 6082-7 tiveron o maior rendemento mecánico. Os perfís de aliaxe 6082-X, con diferentes métodos de solución sólida, mostraron un maior rendemento con métodos de extinción de arrefriamento rápido.
2.1.2 Probas de rendemento de flexión
Usando unha máquina de proba universal electrónica, realizáronse probas de flexión en tres puntos nas mostras, e os resultados de flexión móstranse na Figura 3. A Figura 3 mostra que os produtos producidos a partir de tochos de aliaxe 6082-Z tiñan unha casca de laranxa severa na superficie e rachaduras na superficie. parte traseira das mostras dobradas. Os produtos producidos a partir de tochos de aliaxe 6082-X tiñan un mellor rendemento de flexión, superficies lisas sen casca de laranxa e só pequenas fendas en posicións limitadas polas condicións xeométricas na parte posterior das mostras dobradas.
2.1.3 Inspección de alta ampliación
As mostras foron observadas nun microscopio óptico Carl Zeiss AX10 para a análise da microestrutura. Os resultados da análise de microestrutura para os tres perfís de aliaxe do rango de composición móstranse na Figura 4. A Figura 4 indica que o tamaño de gran dos produtos producidos a partir de barras 6082-X e de lixos de aliaxe 6082-K foi similar, cun tamaño de gran lixeiramente mellor no 6082-X. aliaxe en comparación coa aliaxe 6082-y. Os produtos producidos a partir de tochos de aliaxe 6082-Z tiñan tamaños de grans maiores e capas de cortiza máis grosas, o que levaba máis facilmente a casca de laranxa na superficie e a unión metálica interna debilitada.
2.2 Análise de resultados
En base aos resultados das probas anteriores, pódese concluír que o deseño do rango de composición da aliaxe afecta significativamente a microestrutura, o rendemento e a conformación dos perfís extruídos. Un aumento do contido de elemento Mg reduce a plasticidade da aliaxe e leva á formación de fisuras durante a extrusión. O contido máis alto de Mn, Cr e Ti ten un efecto positivo no refinamento da microestrutura, o que á súa vez afecta positivamente a calidade da superficie, o rendemento de flexión e o rendemento xeral.
3.Conclusión
O elemento Mg afecta significativamente o rendemento mecánico da aliaxe de aluminio 6082. Un aumento do contido de Mg reduce a plasticidade da aliaxe e leva á formación de fisuras durante a extrusión.
Mn, Cr e Ti teñen un efecto positivo no refinamento da microestrutura, o que leva a mellorar a calidade da superficie e o rendemento de flexión dos produtos extruídos.
As diferentes intensidades de arrefriamento de extinción teñen un impacto notable no rendemento dos perfís de aliaxe de aluminio 6082. Para o uso de automóbiles, a adopción dun proceso de extinción de néboa de auga seguido de arrefriamento por pulverización de auga proporciona un mellor rendemento mecánico e garante a forma e precisión dimensional dos perfís.
Editado por May Jiang de MAT Aluminium
Hora de publicación: 26-mar-2024
