Cum nationes toto orbe magnam vim conservationi energiae et reductioni emissionum tribuant, progressus vehiculorum electricorum purae novae energiae in modum conversus est. Praeter efficaciam accumulatoris, qualitas corporis etiam factor maximi momenti est qui spatium agendi vehiculorum novae energiae afficit. Promotio evolutionis structurarum levium carrorum autocinetorum et nexuum altae qualitatis potest augere spatium agendi amplum vehiculorum electricorum per reductionem ponderis totius vehiculi quantum fieri potest, dum robur et salutem vehiculi conservantur. Quod ad levigationem autocinetorum attinet, corpus hybridum chalybeum-aluminii et robur et reductionem ponderis corporis considerat, medium magni momenti ad levigationem corporis efficiendam fit.
Methodus consueta connexionis ad mixturas aluminii connectendas, quae perfunctionem connexionis inferiorem et firmitatem inferiorem praebet, coniunctionis machinatio autoperforans, ut nova technologia connexionis, in industria autocinetica et industria aëronautica late adhibita est propter commodum absolutum in connectendis mixturis levibus et materiis compositis. Recentibus annis, eruditi Sinenses investigationes pertinentes de technologia coniunctionis autoperforantis perfecerunt et effectus variarum methodorum curationis caloris in perfunctionem iuncturarum coniunctarum autoperforantium titanii puri industrialis TA1 exploraverunt. Inventum est methodos curationis caloris per recoctionem et refrigerationem robur staticum iuncturarum autoperforantium titanii puri industrialis TA1 auxisse. Mechanismus formationis iuncturae ex prospectu fluxus materiae observatus et analysatus est, et qualitas iuncturae secundum hoc aestimata est. Per probationes metallographicas, inventum est magnam aream deformationis plasticae in structuram fibrosam cum quadam propensione refinatam esse, quae emendationem tensionis cessionis et roboris lassitudinis iuncturae promovit.
Investigatio supradicta praecipue proprietates mechanicas iuncturarum post rivetationem laminarum e mixtura aluminii versatur. In ipsa productione rivetationis carrorum, fissurae iuncturarum rivetatarum profilorum extrusorum e mixtura aluminii, praesertim mixturarum aluminii altae firmitatis cum alto contento elementorum mixturae, ut mixtura aluminii 6082, sunt factores clavis qui applicationem huius processus in carrorum restringunt. Simul, tolerantiae formae et positionis profilorum extrusorum in carrorum carrorum adhibitorum, ut flexio et torsio, directe compositionem et usum profilorum afficiunt, et etiam accuratiam dimensionalem carrorum carrorum subsequentium determinant. Ut flexio et torsio profilorum moderentur et accuratio dimensionalis profilorum confirmetur, praeter structuram matricis, temperatura exitus profilorum et celeritas refrigerationis in linea sunt factores influentes maximi momenti. Quo altior temperatura exitus et quo velocior celeritas refrigerationis, eo maior gradus flexionis et torsionis profilorum. Pro profilis e mixtura aluminii pro carrorum carrorum, necesse est accuratiam dimensionalem profilorum confirmare et curare ne rivetatio mixturae findatur. Simplicissima via ad accuratam dimensionalem qualitatem et efficaciam fissurarum ad rivetationem mixturae optimandam est fissuras moderari per temperaturam calefactionis et processum senescentem virgarum extrusarum optimizandum, dum compositionem materiae, structuram formae, celeritatem extrusionis, et celeritatem refrigerationis immutatas servat. Pro mixtura aluminii 6082, sub praemissa ut ceterae condiciones processus immutatae maneant, quo altior temperatura extrusionis, eo tenuior stratum granorum crassorum, sed eo maior deformatio profili post refrigerationem.
Haec dissertatio mixturam aluminii 6082, eadem compositione ac obiectum investigationis, adhibet, temperaturas extrusionis diversas et processus maturationis diversos ad exempla in variis statibus praeparanda utitur, et effectus temperaturae extrusionis et status maturationis in probatione rivetationis per probationes rivetationis aestimat. Fundamento in resultatis praeliminaribus, processus maturationis optimus porro determinatur ut consilium praebeatur pro productione subsequenti profilorum extrusorum ex mixtura aluminii 6082.
1 Materiae et methodi experimentales
Ut in Tabula 1 demonstratur, aluminii mixtura 6082 liquefacta et in massam rotundam per fusionem semi-continuam praeparata est. Deinde, post tractationem caloris homogeneizationis, massa ad diversas temperaturas calefacta et in formam in extrusore 2200 t extrusa est. Crassitudo parietis formae 2.5 mm erat, temperatura dolii extrusionis 440±10 ℃, temperatura formae extrusionis 470±10 ℃, celeritas extrusionis 2.3±0.2 mm/s, et methodus extinctionis formae refrigeratio venti fortis fuit. Secundum temperaturam calefactionis, exempla ab 1 ad 3 numerata sunt, inter quae exemplum 1 minimam temperaturam calefactionis habebat, et temperatura massae correspondens 470±5 ℃ erat, temperatura massae correspondens exempli 2 485±5 ℃ erat, et temperatura exempli 3 maxima erat, et temperatura massae correspondens 500±5 ℃ erat.
Tabula 1 Compositio chemica mensurata mixturae probatae (fractio massae/%)
Sub condicione quo alii parametri processus, ut compositio materiae, structura formae, celeritas extrusionis, celeritas extinctionis, immutati manent, exempla supradicta numero 1 ad 3, per adaptationem temperaturae calefactionis extrusionis obtenta, in fornace resistentiae generis arcae maturescunt, et systema maturationis est 180 ℃/6 h et 190 ℃/6 h. Post insulationem, aere refrigerantur, deinde figunt ut influxus diversarum temperaturarum extrusionis et statuum maturationis in experimentum figationis aestimentur. Experimentum figationis utitur mixtura 6082 2.5 mm crassitudinis cum diversis temperaturis extrusionis et diversis systematibus maturationis ut lamina inferior, et mixtura 5754-O 1.4 mm crassitudinis ut lamina superior ad experimentum figationis SPR. Forma figationis est M260238, et figulus est C5.3×6.0 H0. Praeterea, ut ulterius processus optimalis senescentiae determinetur, secundum vim temperaturae extrusionis et status senescentiae in fissuras rivetationis, lamina ad optimam temperaturam extrusionis deligitur, deinde variis temperaturis et variis temporibus senescentiae tractatur ad vim systematis senescentiae in fissuras rivetationis investigandam, ut tandem systema senescentiae optimum confirmetur. Microscopium magnae potentiae adhibitum est ad microstructuram materiae ad varias temperaturas extrusionis observandam, machina electronica universalis probationis seriei MTS-SANS CMT5000, microcomputatro moderata, ad proprietates mechanicas examinandas adhibita est, et microscopium parvae potentiae adhibitum est ad iuncturas rivetatas post rivetationem in variis statibus observandas.
2 Resultata experimentalia et disputatio
2.1 Effectus temperaturae extrusionis et status senescentiae in fissuras rivetationis
Ex sectione transversali profili extrusi exempla sumpta sunt. Post trituram grossam, trituram subtilem, et polituram charta abrasiva, exemplum NaOH 10% per 8 minuta corrosum est, et productum corrosionis nigrum acido nitrico detersum est. Stratum granorum crassorum exempli microscopio magnae potentiae observatum est, quod in superficie extra fibulam clavi in loco fixationis destinato positum erat, ut in Figura 1 demonstratur. Altitudo media strati granorum crassorum exempli numeri 1 erat 352 μm, profunditas media strati granorum crassorum exempli numeri 2 erat 135 μm, et profunditas media strati granorum crassorum exempli numeri 3 erat 31 μm. Differentia in profunditate strati granorum crassorum maxime ob diversas temperaturas extrusionis oritur. Quo altior temperatura extrusionis, eo minor resistentia deformationis mixturae 6082, eo minor accumulatio energiae deformationis a frictione inter mixturam et formam extrusionis (praesertim cingulum operans formae) generata, et eo minor vis impulsiva recrystallizationis. Ergo, stratum superficiale granorum crassorum tenuius est; quo inferior temperatura extrusionis, eo maior resistentia deformationis, eo maior accumulatio energiae deformationis, eo facilius recrystallizatio est, et eo profundius stratum granorum crassorum. Pro mixtura 6082, mechanismus recrystallizationis granorum crassorum est recrystallizatio secundaria.
(a) Exemplar 1
(b) Exemplar II
(c) Exemplar 3
Figura 1 Crassitudo strati grani crassi profilorum extrusorum per processus varios
Exempla 1 ad 3, variis temperaturis extrusionis praeparata, ad 180℃/6 h et 190℃/6 h respective maturata sunt. Proprietates mechanicae exempli 2 post duos processus maturationis in Tabula 2 monstrantur. Sub duobus systematibus maturationis, vis elastica et vis tensile exempli ad 180℃/6 h significanter altiores sunt quam ad 190℃/6 h, dum elongatio utriusque non multum differt, quod indicat 190℃/6 h tractationem supermaturationis esse. Cum proprietates mechanicae mixturae aluminii seriei 6 magnopere fluctuent cum mutatione processus maturationis in statu submaturationis, hoc non conducit stabilitati processus productionis profilorum et moderationi qualitatis nigricationis. Ergo, non aptum est statum submaturationis ad profila corporis producenda adhibere.
Tabula 2 Proprietates mechanicae exempli numeri 2 sub duobus systematibus senescentibus
Aspectus exemplaris post rivetationem in Figura 2 ostenditur. Cum exemplum numerus 1, strato crasso altiore in statu maximae senescentiae, rivetatum est, superficies inferior riveti corticem aurantii manifestam et fissuras oculo nudo visibiles ostendit, ut in Figura 2a demonstratur. Propter ordinationem inconstantem intra grana, gradus deformationis inaequalis erit durante deformatione, superficiem inaequalem formans. Cum grana crassa sunt, inaequalitas superficiei maior fit, phaenomenon corticis aurantii oculo nudo visibile formans. Cum exemplum numerus 3, strato crasso tenuiore, per temperaturam extrusionis auctam praeparato, in statu maximae senescentiae rivetatum est, superficies inferior riveti relative levis erat, et fissurae ad certum gradum suppressae sunt, quod solum sub amplificatione microscopii visibile erat, ut in Figura 2b demonstratur. Cum exemplum numerus 3 in statu nimiae senescentiae erat, nulla fissura sub amplificatione microscopii observata est, ut in Figura 2c demonstratur.
(a) Rimae oculo nudo conspicuae
(b) Rimae leves microscopio conspicuae
(c) Nullae fissurae
Figura 2 Gradus fissurarum varii post rivetationem
Superficies post rivetationem tribus praecipue statibus se habet, nempe fissurae oculo nudo conspicuae (notatae "×"), fissurae leves sub amplificatione microscopii conspicuae (notatae "△"), et nullae fissurae (notatae "○"). Resultata morphologiae rivetationis exemplorum trium statuum supradictorum sub duobus systematibus maturationis in Tabula 3 monstrantur. Patet, cum processus maturationis constans est, efficaciam rivetationis fissurarum speciminis cum altiore temperatura extrusionis et tenuiore strato grani crassi meliorem esse quam speciminis cum altiore strato grani crassi; cum stratum grani crassi constans est, efficaciam rivetationis fissurarum status supermaturationis meliorem esse quam status summae maturationis.
Tabula 3 Aspectus nitidi exemplorum 1 ad 3 sub duobus systematibus processus
Investigati sunt effectus morphologiae granorum et status senescentiae in modum fissurarum sub compressione axiali profilorum. Status tensionis materiae sub compressione axiali congruens erat cum statu fissurarum autoperforantium. Studium invenit fissuras ex limitibus granorum ortas esse, et mechanismus fissurarum mixturae Al-Mg-Si formula explicatus est.
σapp est tensio crystallo applicata. Cum finditur, σapp aequalis est vero valori tensionis qui robori tensile respondet; σa0 est resistentia praecipitatorum durante lapsu intracrystallino; Φ est coefficiens concentrationis tensionis, qui ad magnitudinem grani d et latitudinem lapsus p pertinet.
Comparata cum recrystallizatione, structura granorum fibrosorum magis favet inhibitioni fissurarum. Causa principalis est quod magnitudo granorum d significanter reducitur propter refinationem granorum, quae efficaciter factorem concentrationis tensionis Φ ad limitem granorum reducere potest, ita fissuras inhibens. Comparata cum structura fibrosa, factor concentrationis tensionis Φ mixturae recrystallizatae cum granis crassis est fere decies maior quam prioris.
Comparatus cum culmine senescentiae, status nimiae senescentiae magis favet inhibitioni fissurarum, quae a variis statibus phasium praecipitationis intra mixturam determinatur. Durante culmine senescentiae, phases 20-50 nm 'β (Mg5Si6) praecipitantur in mixtura 6082, cum magno numero praecipitatorum et magnitudinibus parvis; cum mixtura in nimia senescentia est, numerus praecipitatorum in mixtura decrescit et magnitudo maior fit. Praecipitationes generatae durante processu senescentiae motum dislocationum intra mixturam efficaciter inhibere possunt. Vis fixationis in dislocationes cum magnitudine et fractione voluminis phasium praecipitationis coniungitur. Formula empirica est:
`f` est fractio voluminis phasis praecipitatae; `r` est magnitudo phasis; `σa` est energia interfacialis inter phasim et matricem. Formula demonstrat quo maior magnitudo phasis praecipitatae et quo minor fractio voluminis, eo minor vis fixationis in dislocationes, eo facilius dislocationes in mixtura incipere, et `σa₀` in mixtura a culmine senescentiae ad statum super-senescentiae decrescere. Etiam si `σa₀` decrescit, cum mixtura a culmine senescentiae ad statum super-senescentiae transit, valor `σapp` tempore fracturae mixturae magis decrescit, quod significantem decrementum tensionis effectivae ad limitem granorum (σapp-σa₀) efficit. Tensio effectiva ad limitem granorum super-senescentiae est circiter 1/5 eius ad culmen senescentiae, id est, minus probabile est ut ad limitem granorum in statu super-senescentiae findatur, quod meliorem efficaciam niggationum mixturae efficit.
2.2 Temperaturae extrusionis et systematis processus senescentiae optimizatio
Secundum supradicta, aucta temperatura extrusionis profunditatem strati granorum crassorum minuere potest, ita fissuras materiae durante processu rivetationis inhibens. Attamen, sub praemissa certae compositionis mixturae, structurae formae extrusionis et processus extrusionis, si temperatura extrusionis nimis alta est, ex una parte, gradus flexionis et torsionis profili aggravabitur durante subsequenti processu refrigerationis, faciens ut tolerantia magnitudinis profili requisitis non satisfaciat, et ex altera parte, faciet ut mixtura facile nimium comburatur durante processu extrusionis, periculum abrasionis materiae augens. Consideratis statu rivetationis, processu magnitudinis profili, fenestra processus productionis et aliis factoribus, temperatura extrusionis aptior pro hac mixtura non minor est quam 485 ℃, id est, exemplum numerum 2. Ad systema processus senescentiae optimum confirmandum, processus senescentiae secundum exemplum numerum 2 optimizatus est.
Proprietates mechanicae speciminis numeri 2 variis temporibus maturationis ad 180℃, 185℃ et 190℃ in Figura 3 monstrantur, quae sunt firmitas elastica, firmitas tensile et elongatio. Ut in Figura 3a demonstratur, sub 180℃, tempus maturationis ab 6 horis ad 12 horas augetur, et firmitas elastica materiae significanter non decrescit. Sub 185℃, cum tempus maturationis ab 4 horis ad 12 horas crescit, firmitas elastica primum crescit deinde decrescit, et tempus maturationis maximo valori firmitatis respondens 5-6 horae est. Sub 190℃, cum tempus maturationis crescit, firmitas elastica gradatim decrescit. In summa, tribus temperaturis maturationis, quo inferior temperatura maturationis, eo maior summa firmitas materiae. Characteres firmitatis tensile in Figura 3b cum firmitate elastica in Figura 3a congruunt. Elongatio ad varias temperaturas maturationis in Figura 3c monstrata inter 14% et 17% est, nulla mutatione manifesta. Hoc experimentum stadium a culmine senescentiae ad excessum senescentiae explorat, et propter parvas differentias experimentales, error probationis efficit ut exemplar mutationis obscurum sit.
Fig. 3 Proprietates mechanicae materiarum ad varias temperaturas et tempora maturationis
Post supradictam curationem senescentem, fissurae iuncturarum rivetatarum in Tabula IV summatim describuntur. Ex Tabula IV videri potest, crescente tempore, fissuras iuncturarum rivetatarum quodammodo reprimi. Sub condicione 180°C, cum tempus senescentem 10 horas excedit, species iuncturae rivetatae in statu acceptabili est, sed instabilis. Sub condicione 185°C, post 7 horas senescentem, species iuncturae rivetatae nullas fissuras ostendit et status relative stabilis est. Sub condicione 190°C, species iuncturae rivetatae nullas fissuras ostendit et status stabilis est. Ex resultatis probationis rivetationis, videri potest efficaciam rivetationis meliorem et stabiliorem esse cum mixtura in statu nimis vetusto est. Cum usu profili corporis coniuncta, rivetatio ad 180°C/10~12 horas non conducit ad stabilitatem qualitatis processus productionis a fabricante originali (OEM) moderati. Ut stabilitas iuncturae rivetatae servetur, tempus maturationis ulterius extendendum est, sed verificatio temporis maturationis ad efficientiam productionis profilorum imminutam et sumptus auctos ducet. Sub condicione 190℃, omnia exempla requisitis fissurae per rivetationem satisfacere possunt, sed firmitas materiae significanter minuitur. Secundum requisita designii vehiculi, firmitas elastica mixturae 6082 maior quam 270 MPa esse debet. Ergo, temperatura maturationis 190℃ requisitis firmitatis materiae non satisfacit. Simul, si firmitas materiae nimis humilis est, crassitudo residua laminae inferioris iuncturae rivetatae nimis parva erit. Post maturationem ad 190℃/8 h, proprietates sectionis transversalis rivetatae ostendunt crassitudinem residuam esse 0.26 mm, quae requisito indicis ≥0.3 mm non satisfacit, ut in Figura 4a demonstratur. Omnino considerato, temperatura maturationis optima est 185℃. Post septem horas maturationis, materia stabile requisitis rivetationis satisfacere potest, et robur requisitis functionis satisfacit. Considerata stabilitate productionis processus rivetationis in officina ferraria, tempus maturationis optimum octo horas determinari proponitur. Proprietates sectionis transversalis sub hoc systemate processus in Figura 4b monstrantur, quae requisitis indicis interclusionis satisfacit. Interclusiones sinistrae et dextrae 0.90 mm et 0.75 mm sunt, quae requisitis indicis ≥0.4 mm satisfaciunt, et crassitudo residua inferior 0.38 mm est.
Tabula 4 Fracturae exempli numeri 2 variis temperaturis et variis temporibus maturationis
Fig. 4. Proprietates sectionum transversalium iuncturarum rivetatarum laminarum inferiorum 6082 in variis statibus senescentiae.
3 Conclusio
Quo altior temperatura extrusionis profilorum e mixtura aluminii 6082, eo tenuior stratum granorum crassorum superficiale post extrusionem. Minor crassitudo strati granorum crassorum potest efficaciter factorem concentrationis tensionis ad limitem granorum reducere, ita fissuras per rivetationem inhibens. Investigationes experimentales demonstraverunt optimam temperaturam extrusionis non minorem esse quam 485 ℃.
Cum crassitudo strati granorum crassorum profili mixturae aluminii 6082 eadem est, tensio effectiva limitis granorum mixturae in statu over-senescentis minor est quam in statu maximae senescentis, periculum fissurarum durante rivetatione minus est, et efficacia rivetationis mixturae melior est. Habitis rationibus tribus factoribus: stabilitas rivetationis, valor interconnectionis iuncturae rivetatae, efficientia productionis tractationis caloris, et commoda oeconomica, systema senescentiae optimum pro mixtura esse determinatum est 185℃/8h.
Tempus publicationis: V Nonas Apriles, MMXXXV
