يعد وزن السيارات هدفًا مشتركًا لصناعة السيارات العالمية. إن زيادة استخدام مواد سبائك الألومنيوم في مكونات السيارات هو اتجاه تطوير المركبات الحديثة من النوع الجديد. سبائك الألومنيوم 6082 عبارة عن سبائك ألومنيوم معززة قابلة للمعالجة بالحرارة وتتميز بقوة معتدلة وقابلية تشكيل ممتازة وقابلية لحام ومقاومة التعب ومقاومة التآكل. يمكن بثق هذه السبيكة إلى أنابيب، وقضبان، وملامح، وتستخدم على نطاق واسع في مكونات السيارات، والأجزاء الهيكلية الملحومة، والنقل، وصناعة البناء والتشييد.
في الوقت الحالي، هناك أبحاث محدودة حول سبائك الألومنيوم 6082 لاستخدامها في مركبات الطاقة الجديدة في الصين. لذلك، تبحث هذه الدراسة التجريبية في تأثيرات نطاق محتوى عنصر سبائك الألومنيوم 6082، ومعلمات عملية البثق، وطرق التبريد، وما إلى ذلك، على أداء مقطع السبائك والبنية المجهرية. تهدف هذه الدراسة إلى تحسين تكوين السبائك ومعلمات العملية لإنتاج 6082 مادة من سبائك الألومنيوم مناسبة لمركبات الطاقة الجديدة.
1. مواد وطرق الاختبار
تدفق العملية التجريبية: نسبة تكوين السبائك – ذوبان السبيكة – تجانس السبيكة – نشر السبيكة إلى قطع معدنية – قذف المقاطع – التبريد المباشر للمقاطع – التعتيق الاصطناعي – إعداد عينات الاختبار.
1.1 تحضير السبائك
ضمن النطاق الدولي المكون من 6082 تركيبة من سبائك الألومنيوم، تم اختيار ثلاث تركيبات بنطاقات تحكم أضيق، تحمل علامة 6082-/6082″، 6082-Z، مع نفس محتوى عنصر Si. محتوى عنصر Mg، y > z؛ محتوى عنصر Mn، x > y > z; Cr، محتوى عنصر Ti، x > y = z. يتم عرض القيم المستهدفة لتكوين السبائك المحددة في الجدول 1. تم إجراء صب السبائك باستخدام طريقة صب تبريد الماء شبه المستمر، تليها معالجة التجانس. تم تجانس جميع السبائك الثلاثة باستخدام النظام المعمول به في المصنع عند درجة حرارة 560 درجة مئوية لمدة ساعتين مع تبريد رذاذ الماء.
1.2 قذف الملامح
تم ضبط معلمات عملية البثق بشكل مناسب لدرجة حرارة تسخين البليت ومعدل التبريد. يظهر الشكل 1 المقطع العرضي للملفات المبثوقة. وتظهر معلمات عملية البثق في الجدول 2. وتظهر حالة تشكيل التشكيلات المبثوقة في الشكل 2.
2. نتائج الاختبار والتحليل
تم تحديد التركيب الكيميائي المحدد لمقاطع سبائك الألومنيوم 6082 ضمن نطاقات التركيب الثلاثة باستخدام مطياف القراءة المباشرة Swiss ARL، كما هو موضح في الجدول 3.
2.1 اختبار الأداء
للمقارنة، تم فحص أداء التشكيلات الجانبية لسبائك مجموعة التركيب الثلاثة مع طرق التبريد المختلفة، ومعلمات البثق المتطابقة، وعمليات التقادم.
2.1.1 الأداء الميكانيكي
بعد التعتيق الاصطناعي عند 175 درجة مئوية لمدة 8 ساعات، تم أخذ العينات القياسية من اتجاه قذف المقاطع لاختبار الشد باستخدام آلة الاختبار العالمية الإلكترونية Shimadzu AG-X100. يظهر في الجدول 4 الأداء الميكانيكي بعد التعتيق الاصطناعي للتركيبات المختلفة وطرق التبريد.
من الجدول 4، يمكن ملاحظة أن الأداء الميكانيكي لجميع الملفات يتجاوز القيم القياسية الوطنية. كانت الملامح المنتجة من سبائك السبائك 6082-Z ذات استطالة أقل بعد الكسر. تتمتع الملامح المنتجة من سبائك 6082-7 بأعلى أداء ميكانيكي. أظهرت مقاطع السبائك 6082-X، مع طرق حل صلبة مختلفة، أداءً أعلى مع طرق التبريد السريع.
2.1.2 اختبار أداء الانحناء
باستخدام آلة اختبار عالمية إلكترونية، تم إجراء اختبارات الانحناء ثلاثية النقاط على العينات، وتظهر نتائج الانحناء في الشكل 3. يوضح الشكل 3 أن المنتجات المنتجة من كتل السبائك 6082-Z بها قشر برتقالي شديد على السطح وتشقق على السطح. الجزء الخلفي من العينات عازمة. تتمتع المنتجات المنتجة من كتل السبائك 6082-X بأداء أفضل في الانحناء، وأسطح ناعمة بدون قشر برتقالي، وشقوق صغيرة فقط في المواضع المحددة بظروف هندسية على الجزء الخلفي من العينات المنحنية.
2.1.3 الفحص عالي التكبير
وقد لوحظت العينات تحت المجهر الضوئي Carl Zeiss AX10 لتحليل البنية المجهرية. يظهر الشكل 4 نتائج تحليل البنية المجهرية لملامح السبائك ذات نطاق التركيب الثلاثة. ويشير الشكل 4 إلى أن حجم الحبوب للمنتجات المنتجة من قضيب 6082-X وقضبان السبائك 6082-K كان متشابهًا، مع حجم حبيبات أفضل قليلاً في 6082-X سبيكة مقارنة بسبائك 6082 ذ. كانت المنتجات المنتجة من سبائك 6082-Z ذات أحجام حبيبية أكبر وطبقات قشرة أكثر سمكًا، مما أدى بسهولة أكبر إلى ظهور قشر البرتقال السطحي وضعف الترابط المعدني الداخلي.
2.2 تحليل النتائج
بناءً على نتائج الاختبار المذكورة أعلاه، يمكن استنتاج أن تصميم نطاق تكوين السبائك يؤثر بشكل كبير على البنية المجهرية والأداء وقابلية التشكيل للمقاطع المبثوقة. زيادة محتوى عنصر المغنيسيوم يقلل من مرونة السبائك ويؤدي إلى تكوين التشققات أثناء البثق. إن المحتوى العالي من Mn وCr وTi له تأثير إيجابي على تحسين البنية المجهرية، والذي بدوره يؤثر بشكل إيجابي على جودة السطح وأداء الانحناء والأداء العام.
3.الاستنتاج
يؤثر عنصر Mg بشكل كبير على الأداء الميكانيكي لسبائك الألومنيوم 6082. تؤدي زيادة محتوى المغنيسيوم إلى تقليل مرونة السبائك وتؤدي إلى تكوين تشققات أثناء البثق.
المنغنيز والكروم وTi لها تأثير إيجابي على تحسين البنية المجهرية، مما يؤدي إلى تحسين جودة السطح وأداء الانحناء للمنتجات المبثوقة.
إن اختلاف شدة التبريد بالتبريد له تأثير ملحوظ على أداء مقاطع سبائك الألومنيوم 6082. بالنسبة للاستخدام في السيارات، فإن اعتماد عملية التبريد برذاذ الماء متبوعة بالتبريد برذاذ الماء يوفر أداء ميكانيكي أفضل ويضمن شكل المقاطع ودقة الأبعاد.
حرره ماي جيانغ من MAT Aluminium
وقت النشر: 26 مارس 2024
