Лагање аутомобила је заједнички циљ глобалне аутомобилске индустрије. Повећање употребе алуминијумских легура у аутомобилским компонентама је правац развоја модерних возила новог типа. Алуминијумска легура 6082 је термички обрадива, ојачана алуминијумска легура са умереном чврстоћом, одличном обликовношћу, заварљивошћу, отпорношћу на замор и отпорношћу на корозију. Ова легура се може екструдирати у цеви, шипке и профиле, и широко се користи у аутомобилским компонентама, завареним структурним деловима, транспорту и грађевинској индустрији.
Тренутно, истраживања легуре алуминијума 6082 за употребу у возилима са новим енергетским погонима у Кини су ограничена. Стога, ова експериментална студија истражује утицај опсега садржаја елемената легуре алуминијума 6082, параметара процеса екструзије, метода каљења итд. на перформансе и микроструктуру профила легуре. Циљ ове студије је оптимизација састава легуре и параметара процеса како би се произвели материјали од легуре алуминијума 6082 погодни за возила са новим енергетским погонима.
1. Материјали и методе тестирања
Експериментални ток процеса: Однос састава легуре – Топљење ингота – Хомогенизација ингота – Сечење ингота у билете – Екструзија профила – Каљење профила у току производње – Вештачко старење – Припрема узорака за испитивање.
1.1 Припрема ингота
У оквиру међународног опсега састава легуре алуминијума 6082, одабрана су три састава са ужим контролним опсезима, означена као 6082-/6082″, 6082-Z, са истим садржајем елемента Si. Садржај елемента Mg, y > z; Садржај елемента Mn, x > y > z; Садржај елемента Cr, Ti, x > y = z. Специфичне циљне вредности састава легуре приказане су у Табели 1. Ливење ингота је извршено коришћењем полуконтинуиране методе ливења са воденим хлађењем, након чега је уследио третман хомогенизације. Сва три ингота су хомогенизована коришћењем фабрички успостављеног система на 560°C током 2 сата са хлађењем воденом маглом.
1.2 Екструзија профила
Параметри процеса екструзије су подешени на одговарајући начин за температуру загревања гредица и брзину хлађења при каљењу. Попречни пресек екструдираних профила је приказан на слици 1. Параметри процеса екструзије су приказани у табели 2. Статус обликовања екструдираних профила је приказан на слици 2.
2. Резултати теста и анализа
Специфични хемијски састав профила алуминијумске легуре 6082 унутар три опсега састава одређен је коришћењем швајцарског ARL спектрометра са директним очитавањем, као што је приказано у Табели 3.
2.1 Тестирање перформанси
Ради поређења, испитане су перформансе три профила легура различитих састава са различитим методама каљења, идентичним параметрима екструзије и процесима старења.
2.1.1 Механичке перформансе
Након вештачког старења на 175°C током 8 сати, узети су стандардни узорци из правца екструзије профила за испитивање затезањем коришћењем електронске универзалне машине за испитивање Shimadzu AG-X100. Механичке перформансе након вештачког старења за различите саставе и методе каљења приказане су у Табели 4.
Из Табеле 4 се може видети да механичке перформансе свих профила превазилазе вредности националних стандарда. Профили произведени од легуре 6082-Z имали су мање издужење након лома. Профили произведени од легуре 6082-7 имали су највише механичке перформансе. Профили од легуре 6082-X, са различитим методама чврстог раствора, показали су веће перформансе код метода брзог хлађења и каљења.
2.1.2 Тестирање перформанси савијања
Користећи електронску универзалну машину за испитивање, спроведени су тестови савијања у три тачке на узорцима, а резултати савијања су приказани на слици 3. Слика 3 показује да производи произведени од легура 6082-Z имали су јаку појаву „поморанџине коре“ на површини и пукотине на полеђини савијених узорака. Производи произведени од легура 6082-X имали су боље перформансе савијања, глатке површине без „поморанџине коре“ и само мале пукотине на положајима ограниченим геометријским условима на полеђини савијених узорака.
2.1.3 Преглед са великим увећањем
Узорци су посматрани под оптичким микроскопом Carl Zeiss AX10 ради анализе микроструктуре. Резултати анализе микроструктуре за три профила легура са различитим саставима приказани су на слици 4. Слика 4 показује да је величина зрна производа произведених од шипке 6082-X и легуре 6082-K била слична, са нешто бољом величином зрна код легуре 6082-X у поређењу са легуром 6082-y. Производи произведени од легуре 6082-Z имали су веће величине зрна и дебље слојеве коре, што је лакше довело до површинске „поморанџине коре“ и слабљења унутрашњег везивања метала.
2.2 Анализа резултата
На основу горе наведених резултата испитивања, може се закључити да дизајн опсега састава легуре значајно утиче на микроструктуру, перформансе и обликовност екструдираних профила. Повећан садржај елемента Mg смањује пластичност легуре и доводи до стварања пукотина током екструзије. Већи садржај Mn, Cr и Ti позитивно утиче на рафинирање микроструктуре, што заузврат позитивно утиче на квалитет површине, перформансе савијања и укупне перформансе.
3. Закључак
Елемент Mg значајно утиче на механичке перформансе легуре алуминијума 6082. Повећан садржај Mg смањује пластичност легуре и доводи до стварања пукотина током екструзије.
Mn, Cr и Ti позитивно утичу на префињење микроструктуре, што доводи до побољшаног квалитета површине и перформанси савијања екструдираних производа.
Различити интензитети хлађења каљењем имају приметан утицај на перформансе профила од легуре алуминијума 6082. За аутомобилску употребу, усвајање процеса каљења воденом маглом праћеног хлађењем распршивањем воде пружа боље механичке перформансе и осигурава тачност облика и димензија профила.
Уредила Меј Ђијанг из МАТ Алуминијума
Време објаве: 26. март 2024.
