El ligero peso de los automóviles es un objetivo compartido de la industria automotriz global. Aumentar el uso de materiales de aleación de aluminio en componentes automotrices es la dirección del desarrollo para vehículos modernos de tipo nuevo. La aleación de aluminio 6082 es una aleación de aluminio reforzada con calor y tratamiento térmico con resistencia moderada, excelente formabilidad, soldadura, resistencia a la fatiga y resistencia a la corrosión. Esta aleación se puede extruir en tuberías, varillas y perfiles, y se usa ampliamente en componentes automotrices, piezas estructurales soldadas, transporte y la industria de la construcción.
Actualmente, hay una investigación limitada sobre la aleación de aluminio 6082 para su uso en nuevos vehículos de energía en China. Por lo tanto, este estudio experimental investiga los efectos del rango de contenido de elementos de aleación de aleación de aluminio 6082, parámetros del proceso de extrusión, métodos de enfriamiento, etc., en el rendimiento y la microestructura del perfil de aleación. Este estudio tiene como objetivo optimizar los parámetros de composición de aleaciones y procesar para producir 6082 materiales de aleación de aluminio adecuados para nuevos vehículos de energía.
1. Materiales y métodos de prueba
Flujo de proceso experimental: relación de composición de aleación-Fusión de lingoteo-Homogeneización de lingotes-Sawing de lingotes en tocho-extrusión de perfiles-enfriamiento en línea de perfiles-envejecimiento artificial-preparación de muestras de prueba.
1.1 Preparación de lingotes
Dentro del rango internacional de 6082 composiciones de aleación de aluminio, se seleccionaron tres composiciones con rangos de control más estrechos, etiquetados como 6082-/6082 ″, 6082-Z, con el mismo contenido de elementos SI. Contenido de elementos mg, y> z; Contenido de elementos MN, x> y> z; CR, contenido de elementos ti, x> y = z. Los valores objetivo de composición de aleación específicos se muestran en la Tabla 1. La fundición de lingotes se realizó utilizando un método de fundición semi-continua de refrigeración por agua, seguido de un tratamiento de homogeneización. Los tres lingotes se homogeneizaron utilizando el sistema establecido de la fábrica a 560 ° C durante 2 horas con enfriamiento de neblina de agua.
1.2 Extrusión de perfiles
Los parámetros del proceso de extrusión se ajustaron adecuadamente para la temperatura de calentamiento de tocho y la velocidad de enfriamiento de enfriamiento. La sección transversal de los perfiles extruidos se muestra en la Figura 1. Los parámetros del proceso de extrusión se muestran en la Tabla 2. El estado de formación de los perfiles extruidos se muestra en la Figura 2.
2. Resultados y análisis de la prueba
La composición química específica de los perfiles de aleación de aluminio 6082 dentro de los tres rangos de composición se determinó utilizando un espectrómetro de lectura directa de ARL suizo, como se muestra en la Tabla 3.
2.1 Pruebas de rendimiento
Para comparar, se examinó el rendimiento de los tres perfiles de aleación de rango de composición con diferentes métodos de enfriamiento, parámetros de extrusión idénticos y procesos de envejecimiento.
2.1.1 Rendimiento mecánico
Después del envejecimiento artificial a 175 ° C durante 8 horas, se tomaron muestras estándar de la dirección de extrusión de los perfiles para pruebas de tracción utilizando una máquina de prueba universal electrónica Shimadzu AG-X100. El rendimiento mecánico después del envejecimiento artificial para diferentes composiciones y métodos de enfriamiento se muestra en la Tabla 4.
De la Tabla 4, se puede ver que el rendimiento mecánico de todos los perfiles excede los valores estándar nacionales. Los perfiles producidos a partir de billets de aleación 6082-Z tuvieron un alargamiento más bajo después de la fractura. Los perfiles producidos de 6082-7 Billets de aleación tuvieron el rendimiento mecánico más alto. Los perfiles de aleación 6082-X, con diferentes métodos de solución sólida, exhibieron un mayor rendimiento con métodos de enfriamiento de enfriamiento rápido.
2.1.2 Pruebas de rendimiento de flexión
Utilizando una máquina de prueba universal electrónica, se realizaron pruebas de flexión de tres puntos en muestras, y los resultados de la flexión se muestran en la Figura 3. La Figura 3 muestra que los productos producidos a partir de billets de aleación de 6082-Z tenían una cáscara naranja severa en la superficie y agrietados en el parte posterior de las muestras dobladas. Los productos producidos a partir de pilletes de aleación 6082-X tuvieron un mejor rendimiento de flexión, superficies lisas sin cáscara de naranja y solo pequeñas grietas en posiciones limitadas por condiciones geométricas en la parte posterior de las muestras dobladas.
2.1.3 Inspección de alta magnificación
Se observaron muestras bajo un microscopio óptico Carl Zeiss AX10 para el análisis de microestructura. Los resultados del análisis de microestructura para los tres perfiles de aleación de rango de composición se muestran en la Figura 4. La Figura 4 indica que el tamaño de grano de los productos producidos a partir de la barra 6082-X y los tocados de aleación 6082-K fue similar, con un tamaño de grano ligeramente mejor en 6082-X aleación en comparación con la aleación de 6082 y. Los productos producidos a partir de billets de aleación de 6082 Z tenían tamaños de grano más grandes y capas de corteza más gruesas, lo que condujo más fácilmente a la cáscara de naranja superficial y la unión de metal interno debilitado.
2.2 Análisis de resultados
En base a los resultados de las pruebas anteriores, se puede concluir que el diseño del rango de composición de aleación afecta significativamente la microestructura, el rendimiento y la formabilidad de los perfiles extruidos. Un aumento del contenido de elementos Mg reduce la plasticidad de la aleación y conduce a la formación de grietas durante la extrusión. El mayor contenido de MN, CR y TI tiene un efecto positivo en la refinación de la microestructura, lo que a su vez afecta positivamente la calidad de la superficie, el rendimiento de flexión y el rendimiento general.
3. CONCLUSIÓN
El elemento Mg afecta significativamente el rendimiento mecánico de la aleación de aluminio 6082. Un mayor contenido de Mg reduce la plasticidad de la aleación y conduce a la formación de grietas durante la extrusión.
MN, CR y TI tienen un efecto positivo en el refinamiento de la microestructura, lo que lleva a una mejor calidad de la superficie y el rendimiento de flexión de los productos extruidos.
Las diferentes intensidades de enfriamiento de enfriamiento tienen un impacto notable en el rendimiento de los perfiles de aleación de aluminio 6082. Para el uso automotriz, la adopción de un proceso de enfriamiento de la niebla de agua seguido de enfriamiento por pulverización de agua proporciona un mejor rendimiento mecánico y garantiza la forma y la precisión dimensional de los perfiles.
Editado por May Jiang de Mat Aluminium
Tiempo de publicación: marzo-26-2024
