Meringankan mobil adalah tujuan bersama industri otomotif global. Meningkatnya penggunaan material paduan aluminium pada komponen otomotif merupakan arah pengembangan kendaraan modern tipe baru. Paduan aluminium 6082 adalah paduan aluminium yang diperkuat dan dapat diolah dengan panas dengan kekuatan sedang, sifat mampu bentuk yang sangat baik, kemampuan las, ketahanan lelah, dan ketahanan terhadap korosi. Paduan ini dapat diekstrusi menjadi pipa, batang, dan profil, dan banyak digunakan dalam komponen otomotif, bagian struktural yang dilas, transportasi, dan industri konstruksi.
Saat ini, terdapat penelitian terbatas mengenai paduan aluminium 6082 untuk digunakan pada kendaraan energi baru di Tiongkok. Oleh karena itu, studi eksperimental ini menyelidiki pengaruh kisaran kandungan elemen paduan aluminium 6082, parameter proses ekstrusi, metode pendinginan, dll., terhadap kinerja dan struktur mikro profil paduan. Penelitian ini bertujuan untuk mengoptimalkan komposisi paduan dan parameter proses untuk menghasilkan bahan paduan aluminium 6082 yang cocok untuk kendaraan energi baru.
1. Materi dan Metode Uji
Alur proses percobaan: Rasio komposisi paduan – Peleburan ingot – Homogenisasi ingot – Penggergajian ingot menjadi billet – Ekstrusi profil – Pendinginan profil secara in-line – Penuaan buatan – Persiapan benda uji.
1.1 Persiapan Ingot
Dalam rentang komposisi paduan aluminium 6082 internasional, tiga komposisi dipilih dengan rentang kendali yang lebih sempit, diberi label 6082-/6082″, 6082-Z, dengan kandungan elemen Si yang sama. Isi elemen mg, y > z; Banyak konten elemen, x > y > z; Cr, isi elemen Ti, x > y = z. Nilai target komposisi paduan spesifik ditunjukkan pada Tabel 1. Pengecoran ingot dilakukan dengan menggunakan metode pengecoran pendingin air semi kontinyu, diikuti dengan perlakuan homogenisasi. Ketiga ingot dihomogenisasi menggunakan sistem yang ditetapkan pabrik pada suhu 560°C selama 2 jam dengan pendinginan kabut air.
1.2 Ekstrusi Profil
Parameter proses ekstrusi disesuaikan dengan tepat untuk suhu pemanasan billet dan laju pendinginan quenching. Penampang profil ekstrusi ditunjukkan pada Gambar 1. Parameter proses ekstrusi ditunjukkan pada Tabel 2. Status pembentukan profil ekstrusi ditunjukkan pada Gambar 2.
2.Hasil Uji dan Analisis
Komposisi kimia spesifik profil paduan aluminium 6082 dalam tiga rentang komposisi ditentukan menggunakan spektrometer pembacaan langsung ARL Swiss, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.
2.1 Pengujian Kinerja
Sebagai perbandingan, kinerja tiga profil paduan rentang komposisi dengan metode pendinginan yang berbeda, parameter ekstrusi yang identik, dan proses penuaan diperiksa.
2.1.1 Kinerja Mekanik
Setelah penuaan buatan pada suhu 175°C selama 8 jam, spesimen standar diambil dari arah ekstrusi profil untuk pengujian tarik menggunakan mesin uji universal elektronik Shimadzu AG-X100. Kinerja mekanis setelah penuaan buatan untuk berbagai komposisi dan metode pendinginan ditunjukkan pada Tabel 4.
Dari Tabel 4 terlihat bahwa kinerja mekanik seluruh profil melebihi nilai standar nasional. Profil yang dihasilkan dari billet paduan 6082-Z memiliki perpanjangan yang lebih rendah setelah patah. Profil yang dihasilkan dari billet paduan 6082-7 memiliki kinerja mekanik tertinggi. Profil paduan 6082-X, dengan metode larutan padat yang berbeda, menunjukkan kinerja yang lebih tinggi dengan metode pendinginan pendinginan cepat.
2.1.2 Pengujian Kinerja Lentur
Dengan menggunakan mesin uji universal elektronik, uji tekuk tiga titik dilakukan pada sampel, dan hasil tekukan ditunjukkan pada Gambar 3. Gambar 3 menunjukkan bahwa produk yang dihasilkan dari billet paduan 6082-Z memiliki permukaan kulit jeruk yang parah dan retak pada permukaannya. bagian belakang sampel yang bengkok. Produk yang dihasilkan dari billet paduan 6082-X memiliki kinerja lentur yang lebih baik, permukaan halus tanpa kulit jeruk, dan hanya retakan kecil pada posisi yang dibatasi oleh kondisi geometris di bagian belakang sampel yang ditekuk.
2.1.3 Inspeksi Perbesaran Tinggi
Sampel diamati di bawah mikroskop optik Carl Zeiss AX10 untuk analisis struktur mikro. Hasil analisis struktur mikro untuk ketiga profil paduan rentang komposisi ditunjukkan pada Gambar 4. Gambar 4 menunjukkan bahwa ukuran butir produk yang dihasilkan dari billet batang 6082-X dan billet paduan 6082-K serupa, dengan ukuran butir sedikit lebih baik pada 6082-X paduan dibandingkan dengan paduan 6082-y. Produk yang dihasilkan dari billet paduan 6082-Z memiliki ukuran butir yang lebih besar dan lapisan korteks yang lebih tebal, yang lebih mudah menyebabkan permukaan kulit jeruk dan melemahkan ikatan logam internal.
2.2 Analisis Hasil
Berdasarkan hasil pengujian di atas, dapat disimpulkan bahwa desain rentang komposisi paduan berpengaruh signifikan terhadap struktur mikro, kinerja, dan kemampuan bentuk profil ekstrusi. Peningkatan kandungan unsur Mg mengurangi plastisitas paduan dan menyebabkan pembentukan retakan selama ekstrusi. Kandungan Mn, Cr, dan Ti yang lebih tinggi mempunyai efek positif pada penyempurnaan struktur mikro, yang pada gilirannya berdampak positif pada kualitas permukaan, kinerja lentur, dan kinerja keseluruhan.
3.Kesimpulan
Unsur Mg berpengaruh nyata terhadap kinerja mekanik paduan aluminium 6082. Peningkatan kandungan Mg mengurangi plastisitas paduan dan menyebabkan pembentukan retakan selama ekstrusi.
Mn, Cr, dan Ti memiliki efek positif pada penyempurnaan struktur mikro, yang mengarah pada peningkatan kualitas permukaan dan kinerja pembengkokan produk yang diekstrusi.
Intensitas pendinginan pendinginan yang berbeda memiliki dampak nyata pada kinerja profil paduan aluminium 6082. Untuk penggunaan otomotif, penerapan proses pendinginan kabut air diikuti dengan pendinginan semprotan air memberikan kinerja mekanis yang lebih baik dan memastikan keakuratan bentuk dan dimensi profil.
Diedit oleh May Jiang dari MAT Aluminium
Waktu posting: 26 Maret 2024
