Il leggero peso delle automobili è un obiettivo condiviso dell'industria automobilistica globale. Aumentare l'uso di materiali in lega di alluminio nei componenti automobilistici è la direzione dello sviluppo per i moderni veicoli di nuovo tipo. 6082 La lega di alluminio è una lega di alluminio trattabile al calore con resistenza moderata, eccellente formabilità, saldabilità, resistenza alla fatica e resistenza alla corrosione. Questa lega può essere estrusa in tubi, aste e profili ed è ampiamente utilizzata in componenti automobilistici, parti strutturali saldate, trasporti e industria delle costruzioni.
Attualmente, ci sono ricerche limitate sulla lega di alluminio 6082 da utilizzare in nuovi veicoli energetici in Cina. Pertanto, questo studio sperimentale studia gli effetti dell'intervallo di contenuti in lega di alluminio 6082, dei parametri del processo di estrusione, dei metodi di tempra, ecc., Sulle prestazioni e microstruttura del profilo in lega. Questo studio mira a ottimizzare i parametri di composizione e processo in lega per produrre materiali in lega di alluminio 6082 adatti a nuovi veicoli energetici.
1. Materiali e metodi di prova
Flusso di processo sperimentale: rapporto di composizione in lega-fusione del lingotto-omogeneizzazione del lingotto-segatura di lingotti in billette-estrusione di profili-tempra in linea di profili-invecchiamento artificiale-preparazione dei campioni di test.
1.1 Preparazione del lingotto
Nell'intervallo internazionale di composizioni in lega di alluminio 6082, sono state selezionate tre composizioni con intervalli di controllo più stretti, etichettati come 6082-/6082 ″, 6082-Z, con lo stesso contenuto di elementi SI. Mg Element Content, y> z; Mn Element Content, x> y> z; Cr, contenuto dell'elemento Ti, x> y = z. I valori target di composizione in lega specifici sono mostrati nella Tabella 1. La fusione di lingotti è stata eseguita utilizzando un metodo di fusione di raffreddamento ad acqua semi-continuo, seguito da un trattamento di omogeneizzazione. Tutti e tre i lingotti sono stati omogeneizzati usando il sistema stabilito della fabbrica a 560 ° C per 2 ore con raffreddamento a nebbia d'acqua.
1.2 Estrusione di profili
I parametri del processo di estrusione sono stati adeguati in modo appropriato per la temperatura di riscaldamento delle billette e la velocità di raffreddamento. La sezione trasversale dei profili estrusi è mostrata nella Figura 1. I parametri del processo di estrusione sono mostrati nella Tabella 2. Lo stato di formazione dei profili estrusi è mostrato nella Figura 2.
2. Risultati e analisi più importanti
La composizione chimica specifica dei profili in lega di alluminio 6082 all'interno delle tre gamme di composizione è stata determinata usando uno spettrometro di lettura diretta Swiss ARL, come mostrato nella Tabella 3.
2.1 Test delle prestazioni
Per confrontare, sono state esaminate le prestazioni dei tre profili in lega di gamma di composizione con diversi metodi di tempra, parametri di estrusione identici e processi di invecchiamento.
2.1.1 Prestazioni meccaniche
Dopo l'invecchiamento artificiale a 175 ° C per 8 ore, i campioni standard sono stati prelevati dalla direzione di estrusione dei profili per i test di trazione utilizzando una macchina di test elettronica universale Shimadzu Ag-X100. La performance meccanica dopo invecchiamento artificiale per diverse composizioni e metodi di tempra è mostrata nella Tabella 4.
Dalla tabella 4, si può vedere che le prestazioni meccaniche di tutti i profili superano i valori standard nazionali. I profili prodotti da billette in lega 6082-Z avevano un allungamento inferiore dopo la frattura. I profili prodotti da 6082-7 billette in lega avevano le massime prestazioni meccaniche. I profili in lega 6082-X, con diversi metodi di soluzione solida, hanno mostrato prestazioni più elevate con metodi di tempra di raffreddamento rapido.
2.1.2 Test delle prestazioni di flessione
Usando una macchina di test elettronica universale, sono stati condotti test di flessione a tre punti su campioni e i risultati di flessione sono mostrati nella Figura 3. La Figura 3 mostra che i prodotti prodotti da billette in lega 6082-Z avevano una grave buccia d'arancia sulla superficie e si rompe sulla superficie schiena dei campioni piegati. I prodotti prodotti da billette in lega 6082-X avevano prestazioni di piegatura migliori, superfici lisce senza buccia d'arancia e solo piccole fessure nelle posizioni limitate da condizioni geometriche sul retro dei campioni piegati.
2.1.3 Ispezione ad alta magnificazione
I campioni sono stati osservati sotto un microscopio ottico Carl Zeiss AX10 per l'analisi della microstruttura. I risultati dell'analisi della microstruttura per i profili in lega a tre gamma di composizioni sono mostrati nella Figura 4. La Figura 4 indica che la dimensione del grano dei prodotti prodotta da 6082-X dell'asta e delle billette in lega 6082-K era simile, con dimensioni del grano leggermente migliore in 6082-X lega rispetto alla lega 6082-y. I prodotti prodotti da billette in lega 6082-Z avevano dimensioni di grani più grandi e strati di corteccia più spessi, che hanno portato più facilmente alla buccia d'arancia di superficie e al legame di metallo interno indebolito.
2.2 Analisi dei risultati
Sulla base dei risultati dei test di cui sopra, si può concludere che la progettazione dell'intervallo di composizione in lega influisce significativamente sulla microstruttura, le prestazioni e la formabilità dei profili estrusi. Un aumento del contenuto di elementi MG riduce la plasticità in lega e porta alla formazione di crepe durante l'estrusione. Il contenuto di MN, CR e TI più elevato ha un effetto positivo sulla raffinazione della microstruttura, che a sua volta influisce positivamente sulla qualità della superficie, sulle prestazioni di flessione e sulle prestazioni complessive.
3. Conclusione
L'elemento mg influisce significativamente sulle prestazioni meccaniche della lega di alluminio 6082. Un aumento del contenuto di MG riduce la plasticità in lega e porta alla formazione di crepe durante l'estrusione.
MN, CR e TI hanno un effetto positivo sulla raffinatezza della microstruttura, portando a una migliore qualità della superficie e alla flessione delle prestazioni dei prodotti estrusi.
Diverse intensità di raffreddamento di estinzione hanno un impatto evidente sulle prestazioni dei profili in lega di alluminio 6082. Per l'uso automobilistico, l'adozione di un processo di tempra di nebbia d'acqua seguita dal raffreddamento a spruzzo d'acqua fornisce migliori prestazioni meccaniche e garantisce la forma e la precisione dimensionale dei profili.
A cura di May Jiang dall'alluminio Mat
Tempo post: mar-26-2024
