ആഗോള ഓട്ടോമോട്ടീവ് വ്യവസായത്തിന്റെ പൊതുവായ ലക്ഷ്യമാണ് ഓട്ടോമൊബൈലുകളുടെ ഭാരം കുറയ്ക്കൽ. ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഘടകങ്ങളിൽ അലുമിനിയം അലോയ് വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗം വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് ആധുനിക പുതിയ തരം വാഹനങ്ങളുടെ വികസനത്തിന്റെ ദിശ. 6082 അലുമിനിയം അലോയ്, മിതമായ ശക്തി, മികച്ച രൂപപ്പെടുത്തൽ, വെൽഡബിലിറ്റി, ക്ഷീണ പ്രതിരോധം, നാശന പ്രതിരോധം എന്നിവയുള്ള ഒരു ചൂട്-ചികിത്സ ചെയ്യാവുന്ന, ശക്തിപ്പെടുത്തിയ അലുമിനിയം അലോയ് ആണ്. ഈ അലോയ് പൈപ്പുകളിലേക്കും വടികളിലേക്കും പ്രൊഫൈലുകളിലേക്കും എക്സ്ട്രൂഡ് ചെയ്യാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഇത് ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഘടകങ്ങൾ, വെൽഡിംഗ് ഘടനാപരമായ ഭാഗങ്ങൾ, ഗതാഗതം, നിർമ്മാണ വ്യവസായം എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
നിലവിൽ, ചൈനയിൽ പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനുള്ള 6082 അലുമിനിയം അലോയ്യെക്കുറിച്ച് പരിമിതമായ ഗവേഷണം മാത്രമേ ഉള്ളൂ. അതിനാൽ, ഈ പരീക്ഷണാത്മക പഠനം 6082 അലുമിനിയം അലോയ് എലമെന്റ് ഉള്ളടക്ക ശ്രേണി, എക്സ്ട്രൂഷൻ പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകൾ, ക്വഞ്ചിംഗ് രീതികൾ മുതലായവ അലോയ് പ്രൊഫൈലിന്റെ പ്രകടനത്തിലും മൈക്രോസ്ട്രക്ചറിലും ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനം അന്വേഷിക്കുന്നു. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ 6082 അലുമിനിയം അലോയ് വസ്തുക്കൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് അലോയ് കോമ്പോസിഷനും പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകളും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുക എന്നതാണ് ഈ പഠനം ലക്ഷ്യമിടുന്നത്.
1. ടെസ്റ്റ് മെറ്റീരിയലുകളും രീതികളും
പരീക്ഷണാത്മക പ്രക്രിയാ പ്രവാഹം: അലോയ് കോമ്പോസിഷൻ അനുപാതം – ഇങ്കോട്ട് ഉരുക്കൽ – ഇങ്കോട്ട് ഏകീകൃതമാക്കൽ – ബില്ലറ്റുകളിലേക്ക് ഇങ്കോട്ട് അരിയൽ – പ്രൊഫൈലുകളുടെ എക്സ്ട്രൂഷൻ – പ്രൊഫൈലുകളുടെ ഇൻ-ലൈൻ ക്വഞ്ചിംഗ് – കൃത്രിമ വാർദ്ധക്യം – പരീക്ഷണ മാതൃകകൾ തയ്യാറാക്കൽ.
1.1 ഇങ്കോട്ട് തയ്യാറാക്കൽ
6082 അലുമിനിയം അലോയ് കോമ്പോസിഷനുകളുടെ അന്താരാഷ്ട്ര ശ്രേണിയിൽ, 6082-/6082″, 6082-Z എന്നിങ്ങനെ ലേബൽ ചെയ്‌ത ഇടുങ്ങിയ നിയന്ത്രണ ശ്രേണികളുള്ള മൂന്ന് കോമ്പോസിഷനുകൾ തിരഞ്ഞെടുത്തു, ഒരേ Si എലമെന്റ് ഉള്ളടക്കം. Mg എലമെന്റ് ഉള്ളടക്കം, y > z; Mn എലമെന്റ് ഉള്ളടക്കം, x > y > z; Cr, Ti എലമെന്റ് ഉള്ളടക്കം, x > y = z. നിർദ്ദിഷ്ട അലോയ് കോമ്പോസിഷൻ ലക്ഷ്യ മൂല്യങ്ങൾ പട്ടിക 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. സെമി-കണ്ടിന്യസ് വാട്ടർ-കൂളിംഗ് കാസ്റ്റിംഗ് രീതി ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇൻഗോട്ട് കാസ്റ്റിംഗ് നടത്തിയത്, തുടർന്ന് ഹോമോജനൈസേഷൻ ട്രീറ്റ്‌മെന്റ് നടത്തി. മൂന്ന് ഇൻഗോട്ടുകളും ഫാക്ടറിയുടെ സ്ഥാപിത സിസ്റ്റം ഉപയോഗിച്ച് 560°C-ൽ 2 മണിക്കൂർ വാട്ടർ മിസ്റ്റ് കൂളിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഹോമോജനൈസ് ചെയ്തു.
1.2 പ്രൊഫൈലുകളുടെ എക്സ്ട്രൂഷൻ
ബില്ലറ്റ് ചൂടാക്കൽ താപനിലയ്ക്കും ക്വഞ്ചിംഗ് കൂളിംഗ് നിരക്കിനും എക്സ്ട്രൂഷൻ പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകൾ ഉചിതമായി ക്രമീകരിച്ചു. എക്സ്ട്രൂഡ് പ്രൊഫൈലുകളുടെ ക്രോസ്-സെക്ഷൻ ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. എക്സ്ട്രൂഷൻ പ്രോസസ് പാരാമീറ്ററുകൾ പട്ടിക 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. എക്സ്ട്രൂഡ് പ്രൊഫൈലുകളുടെ രൂപീകരണ നില ചിത്രം 2-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
2. പരിശോധനാ ഫലങ്ങളും വിശകലനവും
മൂന്ന് കോമ്പോസിഷൻ ശ്രേണികളിലെ 6082 അലുമിനിയം അലോയ് പ്രൊഫൈലുകളുടെ നിർദ്ദിഷ്ട രാസഘടന പട്ടിക 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഒരു സ്വിസ് ARL ഡയറക്ട് റീഡിംഗ് സ്പെക്ട്രോമീറ്റർ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർണ്ണയിച്ചത്.
2.1 പ്രകടന പരിശോധന
താരതമ്യം ചെയ്യാൻ, വ്യത്യസ്ത ക്വഞ്ചിംഗ് രീതികൾ, സമാനമായ എക്സ്ട്രൂഷൻ പാരാമീറ്ററുകൾ, പ്രായമാകൽ പ്രക്രിയകൾ എന്നിവയുള്ള മൂന്ന് കോമ്പോസിഷൻ ശ്രേണി അലോയ് പ്രൊഫൈലുകളുടെ പ്രകടനം പരിശോധിച്ചു.
2.1.1 മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനം
175°C-ൽ 8 മണിക്കൂർ കൃത്രിമമായി വാർദ്ധക്യം പ്രാപിച്ചതിന് ശേഷം, ഷിമാഡ്‌സു AG-X100 ഇലക്ട്രോണിക് യൂണിവേഴ്സൽ ടെസ്റ്റിംഗ് മെഷീൻ ഉപയോഗിച്ച് ടെൻസൈൽ പരിശോധനയ്ക്കായി പ്രൊഫൈലുകളുടെ എക്സ്ട്രൂഷൻ ദിശയിൽ നിന്ന് സ്റ്റാൻഡേർഡ് മാതൃകകൾ എടുത്തു. വ്യത്യസ്ത കോമ്പോസിഷനുകൾക്കും ക്വഞ്ചിംഗ് രീതികൾക്കുമുള്ള കൃത്രിമ വാർദ്ധക്യത്തിന് ശേഷമുള്ള മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനം പട്ടിക 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു.
പട്ടിക 4 ൽ നിന്ന്, എല്ലാ പ്രൊഫൈലുകളുടെയും മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനം ദേശീയ സ്റ്റാൻഡേർഡ് മൂല്യങ്ങളെ കവിയുന്നുവെന്ന് കാണാൻ കഴിയും. 6082-Z അലോയ് ബില്ലറ്റുകളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച പ്രൊഫൈലുകൾക്ക് ഒടിവിനുശേഷം കുറഞ്ഞ നീളമുണ്ടായിരുന്നു. 6082-7 അലോയ് ബില്ലറ്റുകളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച പ്രൊഫൈലുകൾക്ക് ഏറ്റവും ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനമുണ്ടായിരുന്നു. വ്യത്യസ്ത സോളിഡ് സൊല്യൂഷൻ രീതികളുള്ള 6082-X അലോയ് പ്രൊഫൈലുകൾ, ദ്രുത കൂളിംഗ് ക്വഞ്ചിംഗ് രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന പ്രകടനം പ്രദർശിപ്പിച്ചു.
2.1.2 ബെൻഡിംഗ് പെർഫോമൻസ് ടെസ്റ്റിംഗ്
ഒരു ഇലക്ട്രോണിക് യൂണിവേഴ്സൽ ടെസ്റ്റിംഗ് മെഷീൻ ഉപയോഗിച്ച്, സാമ്പിളുകളിൽ മൂന്ന്-പോയിന്റ് ബെൻഡിംഗ് ടെസ്റ്റുകൾ നടത്തി, ബെൻഡിംഗ് ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 6082-Z അലോയ് ബില്ലറ്റുകളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് ഉപരിതലത്തിൽ കടുത്ത ഓറഞ്ച് തൊലിയും വളഞ്ഞ സാമ്പിളുകളുടെ പിൻഭാഗത്ത് വിള്ളലും ഉണ്ടായിരുന്നുവെന്ന് ചിത്രം 3 കാണിക്കുന്നു. 6082-X അലോയ് ബില്ലറ്റുകളിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് മികച്ച ബെൻഡിംഗ് പ്രകടനം, ഓറഞ്ച് തൊലിയില്ലാത്ത മിനുസമാർന്ന പ്രതലങ്ങൾ, വളഞ്ഞ സാമ്പിളുകളുടെ പിൻഭാഗത്ത് ജ്യാമിതീയ സാഹചര്യങ്ങളാൽ പരിമിതപ്പെടുത്തിയ സ്ഥാനങ്ങളിൽ ചെറിയ വിള്ളലുകൾ മാത്രമേ ഉണ്ടായിരുന്നുള്ളൂ.
2.1.3 ഉയർന്ന മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ പരിശോധന
മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ വിശകലനത്തിനായി കാൾ സീസ് AX10 ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ സാമ്പിളുകൾ നിരീക്ഷിച്ചു. മൂന്ന് കോമ്പോസിഷൻ ശ്രേണിയിലുള്ള അലോയ് പ്രൊഫൈലുകൾക്കായുള്ള മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ വിശകലന ഫലങ്ങൾ ചിത്രം 4 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നു. 6082-X വടിയിൽ നിന്നും 6082-K അലോയ് ബില്ലറ്റുകളിൽ നിന്നും ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഗ്രെയിൻ വലുപ്പം സമാനമായിരുന്നുവെന്നും 6082-y അലോയ്യുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ 6082-X അലോയ്യിൽ അൽപ്പം മികച്ച ഗ്രെയിൻ വലുപ്പമുണ്ടെന്നും ചിത്രം 4 സൂചിപ്പിക്കുന്നു. 6082-Z അലോയ് ബില്ലറ്റുകളിൽ നിന്ന് ഉൽ‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് വലിയ ഗ്രെയിൻ വലുപ്പങ്ങളും കട്ടിയുള്ള കോർട്ടെക്സ് പാളികളും ഉണ്ടായിരുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ എളുപ്പത്തിൽ ഉപരിതല ഓറഞ്ച് തൊലിയിലേക്കും ആന്തരിക ലോഹ ബോണ്ടിംഗിലേക്കും നയിച്ചു.
2.2 ഫലങ്ങളുടെ വിശകലനം
മുകളിലുള്ള പരിശോധനാ ഫലങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, അലോയ് കോമ്പോസിഷൻ ശ്രേണിയുടെ രൂപകൽപ്പന എക്സ്ട്രൂഡഡ് പ്രൊഫൈലുകളുടെ മൈക്രോസ്ട്രക്ചർ, പ്രകടനം, രൂപപ്പെടുത്തൽ എന്നിവയെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നുവെന്ന് നിഗമനം ചെയ്യാം. വർദ്ധിച്ച Mg മൂലക ഉള്ളടക്കം അലോയ് പ്ലാസ്റ്റിസിറ്റി കുറയ്ക്കുകയും എക്സ്ട്രൂഷൻ സമയത്ത് വിള്ളലുകൾ രൂപപ്പെടുന്നതിന് കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന Mn, Cr, Ti ഉള്ളടക്കം മൈക്രോസ്ട്രക്ചറിനെ പരിഷ്കരിക്കുന്നതിൽ പോസിറ്റീവ് സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, ഇത് ഉപരിതല ഗുണനിലവാരം, വളയുന്ന പ്രകടനം, മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രകടനം എന്നിവയെ പോസിറ്റീവായി ബാധിക്കുന്നു.
3. ഉപസംഹാരം
6082 അലുമിനിയം അലോയ്യുടെ മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനത്തെ Mg മൂലകം സാരമായി ബാധിക്കുന്നു. വർദ്ധിച്ച Mg ഉള്ളടക്കം അലോയ് പ്ലാസ്റ്റിസിറ്റി കുറയ്ക്കുകയും എക്സ്ട്രൂഷൻ സമയത്ത് വിള്ളലുകൾ ഉണ്ടാകാൻ കാരണമാവുകയും ചെയ്യുന്നു.
Mn, Cr, Ti എന്നിവ സൂക്ഷ്മഘടന പരിഷ്കരണത്തിൽ നല്ല സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, ഇത് എക്സ്ട്രൂഡഡ് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ ഉപരിതല ഗുണനിലവാരം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും വളയുന്ന പ്രകടനത്തിനും കാരണമാകുന്നു.
6082 അലുമിനിയം അലോയ് പ്രൊഫൈലുകളുടെ പ്രകടനത്തിൽ വ്യത്യസ്ത ക്വഞ്ചിംഗ് കൂളിംഗ് തീവ്രതകൾ ശ്രദ്ധേയമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഉപയോഗത്തിനായി, വാട്ടർ മിസ്റ്റിന്റെ ക്വഞ്ചിംഗ് പ്രക്രിയയും തുടർന്ന് വാട്ടർ സ്പ്രേ കൂളിംഗും സ്വീകരിക്കുന്നത് മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ പ്രകടനം നൽകുകയും പ്രൊഫൈലുകളുടെ ആകൃതിയും ഡൈമൻഷണൽ കൃത്യതയും ഉറപ്പാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
MAT അലൂമിനിയത്തിൽ നിന്ന് മെയ് ജിയാങ് എഡിറ്റ് ചെയ്തത്.
പോസ്റ്റ് സമയം: മാർച്ച്-26-2024
