Otomobillerin hafifletilmesi, küresel otomotiv endüstrisinin ortak bir hedefidir. Otomotiv bileşenlerinde alüminyum alaşımlı malzemelerin kullanımının artırılması, modern yeni tip araçların gelişim yönüdür. 6082 alüminyum alaşımı, orta mukavemet, mükemmel şekillendirilebilirlik, kaynaklanabilirlik, yorulma direnci ve korozyon direncine sahip, ısıl işlem uygulanabilen, güçlendirilmiş bir alüminyum alaşımıdır. Bu alaşım, borulara, çubuklara ve profillere ekstrüde edilebilir ve otomotiv bileşenlerinde, kaynaklı yapısal parçalarda, ulaşımda ve inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılır.
Çin'de yeni enerji araçlarında kullanılmak üzere 6082 alüminyum alaşımı üzerine sınırlı sayıda araştırma bulunmaktadır. Bu nedenle, bu deneysel çalışma, 6082 alüminyum alaşımı element içerik aralığının, ekstrüzyon proses parametrelerinin, söndürme yöntemlerinin vb. alaşım profilinin performansı ve mikro yapısı üzerindeki etkilerini incelemektedir. Bu çalışma, yeni enerji araçları için uygun 6082 alüminyum alaşım malzemeleri üretmek üzere alaşım bileşimini ve proses parametrelerini optimize etmeyi amaçlamaktadır.
1. Test Malzemeleri ve Yöntemleri
Deneysel süreç akışı: Alaşım bileşim oranı – Külçe eritme – Külçe homojenizasyonu – Külçenin kütüklere kesilmesi – Profillerin ekstrüzyonu – Profillerin hat içi söndürülmesi – Yapay yaşlandırma – Test numunelerinin hazırlanması.
1.1 Külçe Hazırlama
Uluslararası 6082 alüminyum alaşım kompozisyonları aralığında, aynı Si elementi içeriğine sahip, 6082-/6082″, 6082-Z olarak etiketlenen, daha dar kontrol aralıklarına sahip üç kompozisyon seçildi. Mg elementi içeriği, y > z; Mn elementi içeriği, x > y > z; Cr, Ti elementi içeriği, x > y = z. Belirli alaşım kompozisyonu hedef değerleri Tablo 1'de gösterilmiştir. Külçe dökümü, homojenizasyon işleminin ardından yarı sürekli su soğutmalı döküm yöntemi kullanılarak gerçekleştirildi. Üç külçe de fabrikanın kurulu sistemi kullanılarak 560°C'de 2 saat boyunca su sisi soğutmasıyla homojenleştirildi.
1.2 Profillerin Ekstrüzyonu
Ekstrüzyon proses parametreleri, kütük ısıtma sıcaklığı ve söndürme soğutma hızına uygun şekilde ayarlanmıştır. Ekstrüde edilmiş profillerin kesiti Şekil 1'de, ekstrüde edilmiş profillerin kesiti ise Tablo 2'de gösterilmiştir. Ekstrüde edilmiş profillerin şekillendirme durumu ise Şekil 2'de gösterilmiştir.
2.Test Sonuçları ve Analiz
Tablo 3'te gösterildiği gibi, 6082 alüminyum alaşım profillerinin üç bileşim aralığındaki özgül kimyasal bileşimi, İsviçre ARL doğrudan okuma spektrometresi kullanılarak belirlendi.
2.1 Performans Testi
Karşılaştırma amacıyla, üç kompozisyon aralığındaki alaşım profillerinin farklı söndürme yöntemleri, aynı ekstrüzyon parametreleri ve yaşlandırma prosesleri altındaki performansları incelendi.
2.1.1 Mekanik Performans
175°C'de 8 saat boyunca yapay yaşlandırma uygulandıktan sonra, profillerin ekstrüzyon yönünden standart numuneler alınarak Shimadzu AG-X100 elektronik üniversal test cihazı kullanılarak çekme testi uygulandı. Farklı bileşimler ve söndürme yöntemleri için yapay yaşlandırma sonrası mekanik performans Tablo 4'te gösterilmiştir.
Tablo 4'ten görülebileceği gibi, tüm profillerin mekanik performansı ulusal standart değerlerinin üzerindedir. 6082-Z alaşımlı kütüklerden üretilen profiller, kırılma sonrası daha düşük uzama değerlerine sahiptir. 6082-7 alaşımlı kütüklerden üretilen profiller en yüksek mekanik performansa sahiptir. Farklı katı çözelti yöntemleriyle üretilen 6082-X alaşımlı profiller, hızlı soğutma ve söndürme yöntemleriyle daha yüksek performans sergilemiştir.
2.1.2 Bükme Performans Testi
Elektronik bir üniversal test makinesi kullanılarak numuneler üzerinde üç noktalı bükme testleri gerçekleştirilmiş ve bükme sonuçları Şekil 3'te gösterilmiştir. Şekil 3, 6082-Z alaşımlı kütüklerden üretilen ürünlerin yüzeyinde ciddi portakal kabuğu izleri ve bükülen numunelerin arka tarafında çatlaklar olduğunu göstermektedir. 6082-X alaşımlı kütüklerden üretilen ürünler ise daha iyi bükme performansına, portakal kabuğu izi olmayan pürüzsüz yüzeylere ve bükülen numunelerin arka tarafında geometrik koşullarla sınırlı konumlarda yalnızca küçük çatlaklara sahipti.
2.1.3 Yüksek Büyütme Denetimi
Numuneler, mikro yapı analizi için Carl Zeiss AX10 optik mikroskobu altında incelendi. Üç farklı alaşım profili için mikro yapı analiz sonuçları Şekil 4'te gösterilmiştir. Şekil 4, 6082-X çubuk ve 6082-K alaşım kütüklerinden üretilen ürünlerin tane boyutlarının benzer olduğunu, 6082-X alaşımında tane boyutunun 6082-y alaşımına kıyasla biraz daha iyi olduğunu göstermektedir. 6082-Z alaşım kütüklerinden üretilen ürünler daha büyük tane boyutlarına ve daha kalın korteks katmanlarına sahipti; bu da yüzeyde portakal kabuğu görünümüne ve iç metal bağlarının zayıflamasına daha kolay yol açıyordu.
2.2 Sonuç Analizi
Yukarıdaki test sonuçlarına dayanarak, alaşım kompozisyon aralığının tasarımının ekstrüde profillerin mikro yapısını, performansını ve şekillendirilebilirliğini önemli ölçüde etkilediği sonucuna varılabilir. Artan Mg element içeriği, alaşım plastisitesini azaltır ve ekstrüzyon sırasında çatlak oluşumuna yol açar. Daha yüksek Mn, Cr ve Ti içeriği, mikro yapının iyileştirilmesinde olumlu bir etkiye sahiptir ve bu da yüzey kalitesini, eğilme performansını ve genel performansı olumlu yönde etkiler.
3.Sonuç
Mg elementi, 6082 alüminyum alaşımının mekanik performansını önemli ölçüde etkiler. Artan Mg içeriği, alaşımın plastisitesini azaltır ve ekstrüzyon sırasında çatlak oluşumuna yol açar.
Mn, Cr ve Ti, ekstrüde ürünlerin mikro yapı inceltilmesinde olumlu bir etkiye sahiptir ve bu da yüzey kalitesinin ve bükülme performansının artmasına yol açar.
Farklı söndürme soğutma yoğunlukları, 6082 alüminyum alaşımlı profillerin performansı üzerinde gözle görülür bir etkiye sahiptir. Otomotiv kullanımı için, su sisi söndürme ve ardından su püskürtme soğutması uygulamak, daha iyi mekanik performans sağlar ve profillerin şekil ve boyut doğruluğunu garanti eder.
MAT Alüminyum'dan May Jiang tarafından düzenlendi
Gönderi zamanı: 26 Mart 2024
