Pemberatan ringan kereta adalah matlamat bersama industri automotif global. Meningkatkan penggunaan bahan aloi aluminium dalam komponen automotif adalah hala tuju pembangunan untuk kenderaan jenis baharu moden. Aloi aluminium 6082 ialah aloi aluminium yang boleh dirawat haba, diperkukuh dengan kekuatan sederhana, kebolehbentukan yang sangat baik, kebolehkimpalan, rintangan keletihan dan rintangan kakisan. Aloi ini boleh diekstrusi ke dalam paip, rod, dan profil, dan ia digunakan secara meluas dalam komponen automotif, bahagian struktur yang dikimpal, pengangkutan, dan industri pembinaan.
Pada masa ini, terdapat penyelidikan terhad pada aloi aluminium 6082 untuk digunakan dalam kenderaan tenaga baharu di China. Oleh itu, kajian eksperimen ini menyiasat kesan julat kandungan unsur aloi aluminium 6082, parameter proses penyemperitan, kaedah pelindapkejutan, dsb., terhadap prestasi profil aloi dan struktur mikro. Kajian ini bertujuan untuk mengoptimumkan komposisi aloi dan parameter proses untuk menghasilkan 6082 bahan aloi aluminium yang sesuai untuk kenderaan tenaga baharu.
1. Bahan dan Kaedah Ujian
Aliran proses eksperimen: Nisbah komposisi aloi – Pencairan jongkong – Penghomogenan jongkong – Penggergajian jongkong ke dalam bilet – Penyemperitan profil – Pelindapkejutan dalam talian bagi profil – Penuaan buatan – Penyediaan spesimen ujian.
1.1 Penyediaan Jongkong
Dalam julat antarabangsa 6082 komposisi aloi aluminium, tiga komposisi telah dipilih dengan julat kawalan yang lebih sempit, dilabelkan sebagai 6082-/6082″, 6082-Z, dengan kandungan unsur Si yang sama. Kandungan unsur Mg, y > z; Kandungan unsur Mn, x > y > z; Cr, kandungan unsur Ti, x > y = z. Nilai sasaran komposisi aloi khusus ditunjukkan dalam Jadual 1. Tuangan jongkong dilakukan menggunakan kaedah tuangan penyejukan air separa berterusan, diikuti dengan rawatan homogenisasi. Ketiga-tiga jongkong dihomogenkan menggunakan sistem kilang yang telah ditetapkan pada suhu 560°C selama 2 jam dengan penyejukan kabus air.
1.2 Penyemperitan Profil
Parameter proses penyemperitan telah dilaraskan dengan sewajarnya untuk suhu pemanasan bilet dan kadar penyejukan pelindapkejutan. Keratan rentas profil tersemperit ditunjukkan dalam Rajah 1. Parameter proses penyemperitan ditunjukkan dalam Jadual 2. Status pembentukan profil tersemperit ditunjukkan dalam Rajah 2.
2. Keputusan dan Analisis Ujian
Komposisi kimia khusus profil aloi aluminium 6082 dalam tiga julat komposisi ditentukan menggunakan spektrometer bacaan langsung ARL Swiss, seperti ditunjukkan dalam Jadual 3.
2.1 Ujian Prestasi
Untuk membandingkan, prestasi tiga profil aloi julat komposisi dengan kaedah pelindapkejutan yang berbeza, parameter penyemperitan yang sama, dan proses penuaan telah diperiksa.
2.1.1 Prestasi Mekanikal
Selepas penuaan buatan pada 175°C selama 8 jam, spesimen standard diambil dari arah penyemperitan profil untuk ujian tegangan menggunakan mesin ujian universal elektronik Shimadzu AG-X100. Prestasi mekanikal selepas penuaan buatan untuk komposisi dan kaedah pelindapkejutan yang berbeza ditunjukkan dalam Jadual 4.
Daripada Jadual 4, dapat dilihat bahawa prestasi mekanikal semua profil melebihi nilai standard kebangsaan. Profil yang dihasilkan daripada bilet aloi 6082-Z mempunyai pemanjangan yang lebih rendah selepas patah. Profil yang dihasilkan daripada bilet aloi 6082-7 mempunyai prestasi mekanikal tertinggi. Profil aloi 6082-X, dengan kaedah penyelesaian pepejal yang berbeza, mempamerkan prestasi yang lebih tinggi dengan kaedah pelindapkejutan penyejukan pantas.
2.1.2 Ujian Prestasi Lenturan
Menggunakan mesin ujian universal elektronik, ujian lenturan tiga mata telah dijalankan ke atas sampel, dan keputusan lenturan ditunjukkan dalam Rajah 3. Rajah 3 menunjukkan bahawa produk yang dihasilkan daripada bilet aloi 6082-Z mempunyai kulit oren yang teruk pada permukaan dan keretakan pada belakang sampel bengkok. Produk yang dihasilkan daripada bilet aloi 6082-X mempunyai prestasi lenturan yang lebih baik, permukaan licin tanpa kulit oren, dan hanya retak kecil pada kedudukan yang dihadkan oleh keadaan geometri pada bahagian belakang sampel yang bengkok.
2.1.3 Pemeriksaan Pembesaran Tinggi
Sampel diperhatikan di bawah mikroskop optik Carl Zeiss AX10 untuk analisis struktur mikro. Keputusan analisis struktur mikro untuk tiga profil aloi julat komposisi ditunjukkan dalam Rajah 4. Rajah 4 menunjukkan bahawa saiz butiran produk yang dihasilkan daripada rod 6082-X dan bilet aloi 6082-K adalah serupa, dengan saiz butiran yang lebih baik sedikit pada 6082-X aloi berbanding aloi 6082-y. Produk yang dihasilkan daripada bilet aloi 6082-Z mempunyai saiz butiran yang lebih besar dan lapisan korteks yang lebih tebal, yang lebih mudah menyebabkan kulit oren permukaan dan melemahkan ikatan logam dalaman.
2.2 Analisis Keputusan
Berdasarkan keputusan ujian di atas, dapat disimpulkan bahawa reka bentuk julat komposisi aloi secara signifikan mempengaruhi struktur mikro, prestasi, dan kebolehbentukan profil tersemperit. Kandungan unsur Mg yang meningkat mengurangkan keplastikan aloi dan membawa kepada pembentukan retak semasa penyemperitan. Kandungan Mn, Cr dan Ti yang lebih tinggi mempunyai kesan positif ke atas penapisan struktur mikro, yang seterusnya memberi kesan positif kepada kualiti permukaan, prestasi lenturan dan prestasi keseluruhan.
3. Kesimpulan
Unsur Mg memberi kesan ketara kepada prestasi mekanikal aloi aluminium 6082. Kandungan Mg yang meningkat mengurangkan keplastikan aloi dan membawa kepada pembentukan retak semasa penyemperitan.
Mn, Cr, dan Ti mempunyai kesan positif ke atas penghalusan struktur mikro, yang membawa kepada kualiti permukaan yang lebih baik dan prestasi lenturan produk tersemperit.
Keamatan penyejukan pelindapkejutan yang berbeza mempunyai kesan ketara pada prestasi 6082 profil aloi aluminium. Untuk kegunaan automotif, menggunakan proses pelindapkejutan kabus air diikuti dengan penyejukan semburan air memberikan prestasi mekanikal yang lebih baik dan memastikan ketepatan bentuk dan dimensi profil.
Disunting oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Masa siaran: Mac-26-2024
