Палягчэнне вагі аўтамабіляў — агульная мэта сусветнай аўтамабільнай прамысловасці. Павелічэнне выкарыстання алюмініевых сплаваў у аўтамабільных кампанентах — гэта кірунак развіцця сучасных аўтамабіляў новага тыпу. Алюмініевы сплаў 6082 — гэта тэрмаапрацоўваны, умацаваны алюмініевы сплаў з умеранай трываласцю, выдатнай фармавальнасцю, зварвальнасцю, устойлівасцю да стомленасці і каразійнай устойлівасцю. Гэты сплаў можна экструдаваць у трубы, стрыжні і профілі, і ён шырока выкарыстоўваецца ў аўтамабільных кампанентах, зварных канструкцыйных дэталях, транспарце і будаўнічай прамысловасці.
У цяперашні час у Кітаі праводзіцца абмежаваная колькасць даследаванняў алюмініевага сплаву 6082 для выкарыстання ў транспартных сродках на новых энергетычных сістэмах. Таму ў гэтым эксперыментальным даследаванні вывучаецца ўплыў дыяпазону ўтрымання элементаў у алюмініевым сплаве 6082, параметраў працэсу экструзіі, метадаў загартоўкі і г.д. на характарыстыкі і мікраструктуру профілю сплаву. Мэта гэтага даследавання — аптымізаваць склад сплаву і параметры працэсу для атрымання алюмініевага сплаву 6082, прыдатнага для транспартных сродкаў на новых энергетычных сістэмах.
1. Тэставыя матэрыялы і метады
Эксперыментальны працэс: Суадносіны складу сплаву – Плаўленне зліткаў – Гамагенізацыя зліткаў – Распілоўка зліткаў на нарыхтоўкі – Экструзія профіляў – Загартоўка профіляў у рэжыме рэальнага часу – Штучнае старэнне – Падрыхтоўка выпрабавальных узораў.
1.1 Падрыхтоўка зліткаў
У міжнародным дыяпазоне складаў алюмініевага сплаву 6082 былі выбраны тры склады з вузейшымі дыяпазонамі кантролю, пазначаныя як 6082-/6082″, 6082-Z, з аднолькавым утрыманнем элемента Si. Утрыманне элемента Mg, y > z; утрыманне элемента Mn, x > y > z; утрыманне элемента Cr, Ti, x > y = z. Канкрэтныя мэтавыя значэнні складу сплаву паказаны ў табліцы 1. Адліўка зліткаў праводзілася з выкарыстаннем метаду паўбесперапыннага ліцця з вадзяным астуджэннем з наступнай гамагенізацыйнай апрацоўкай. Усе тры зліткі былі гамагенізаваны з выкарыстаннем усталяванай на заводзе сістэмы пры тэмпературы 560°C на працягу 2 гадзін з астуджэннем вадзяным туманам.
1.2 Экструзія профіляў
Параметры працэсу экструзіі былі адпаведна адрэгуляваны ў залежнасці ад тэмпературы нагрэву загатоўкі і хуткасці астуджэння пасля загартоўкі. Папярочны разрэз экструдаваных профіляў паказаны на малюнку 1. Параметры працэсу экструзіі паказаны ў табліцы 2. Стан фармавання экструдаваных профіляў паказаны на малюнку 2.
2. Вынікі выпрабаванняў і аналіз
Канкрэтны хімічны склад профіляў з алюмініевага сплаву 6082 у трох дыяпазонах складу быў вызначаны з дапамогай швейцарскага спектрометра прамога счытвання ARL, як паказана ў табліцы 3.
2.1 Тэставанне прадукцыйнасці
Для параўнання былі прааналізаваны характарыстыкі трох профіляў сплаваў з рознымі метадамі загартоўкі, аднолькавымі параметрамі экструзіі і працэсамі старэння.
2.1.1 Механічныя характарыстыкі
Пасля штучнага старэння пры тэмпературы 175°C на працягу 8 гадзін стандартныя ўзоры былі ўзяты з напрамку экструзіі профіляў для выпрабаванняў на расцяжэнне з выкарыстаннем электроннай універсальнай выпрабавальнай машыны Shimadzu AG-X100. Механічныя характарыстыкі пасля штучнага старэння для розных складаў і метадаў загартоўкі паказаны ў табліцы 4.
З табліцы 4 відаць, што механічныя характарыстыкі ўсіх профіляў перавышаюць значэнні нацыянальных стандартаў. Профілі, вырабленыя з загатоўкі са сплаву 6082-Z, мелі меншае падаўжэнне пасля разрыву. Профілі, вырабленыя з загатоўкі са сплаву 6082-7, мелі найвышэйшыя механічныя характарыстыкі. Профілі са сплаву 6082-X, вырабленыя з выкарыстаннем розных метадаў цвёрдага раствора, прадэманстравалі больш высокія характарыстыкі пры метадах хуткага астуджэння і загартоўкі.
2.1.2 Выпрабаванні на выгіб
З дапамогай электроннай універсальнай выпрабавальнай машыны былі праведзены выпрабаванні ўзораў на трохкропкавы выгіб, вынікі выгібу паказаны на малюнку 3. На малюнку 3 відаць, што вырабы, вырабленыя са сплаву 6082-Z, мелі моцную «апельсінавую скарынку» на паверхні і расколіны на адваротным баку сагнутых узораў. Вырабы, вырабленыя са сплаву 6082-X, мелі лепшыя характарыстыкі выгібу, гладкія паверхні без «апельсінавай скарынкі» і толькі невялікія расколіны ў месцах, абмежаваных геаметрычнымі ўмовамі, на адваротным баку сагнутых узораў.
2.1.3 Праверка з вялікім павелічэннем
Узоры былі вывучаны пад аптычным мікраскопам Carl Zeiss AX10 для аналізу мікраструктуры. Вынікі аналізу мікраструктуры для трох профіляў сплаваў з розным складам паказаны на малюнку 4. На малюнку 4 паказана, што памер зерня вырабаў, атрыманых з пруткоў 6082-X і загатовак са сплаву 6082-K, быў падобным, з некалькі лепшым памерам зерня ў сплаве 6082-X у параўнанні са сплавам 6082-y. Вырабы, атрыманыя з загатовак са сплаву 6082-Z, мелі большы памер зерня і больш тоўстыя пласты кары, што лягчэй прыводзіла да ўтварэння паверхневай «апельсінавай скарынкі» і аслаблення ўнутранай сувязі металу.
2.2 Аналіз вынікаў
Зыходзячы з вышэйзгаданых вынікаў выпрабаванняў, можна зрабіць выснову, што выбар дыяпазону складу сплаваў істотна ўплывае на мікраструктуру, характарыстыкі і фармавальнасць экструдаваных профіляў. Павышанае ўтрыманне магнію (Mg) зніжае пластычнасць сплаву і прыводзіць да ўтварэння расколін падчас экструзіі. Больш высокае ўтрыманне Mn, Cr і Ti станоўча ўплывае на ўдасканаленне мікраструктуры, што, у сваю чаргу, станоўча ўплывае на якасць паверхні, характарыстыкі выгібу і агульныя характарыстыкі.
3. Выснова
Элемент Mg істотна ўплывае на механічныя характарыстыкі алюмініевага сплаву 6082. Павышанае ўтрыманне Mg зніжае пластычнасць сплаву і прыводзіць да ўтварэння расколін падчас экструзіі.
Mn, Cr і Ti станоўча ўплываюць на ўдасканаленне мікраструктуры, што прыводзіць да паляпшэння якасці паверхні і характарыстык выгібу экструдаваных вырабаў.
Розная інтэнсіўнасць загартоўвальнага астуджэння аказвае прыкметны ўплыў на характарыстыкі профіляў з алюмініевага сплаву 6082. Для аўтамабільнай прамысловасці выкарыстанне працэсу загартоўкі вадзяным туманам з наступным астуджэннем распыленнем вады забяспечвае лепшыя механічныя характарыстыкі і гарантуе дакладнасць формы і памераў профіляў.
Пад рэдакцыяй Мэй Цзян з MAT Aluminum
Час публікацыі: 26 сакавіка 2024 г.
