發(fā)布時(shí)間：2019-10-16 11:20

【摘要】：汽車輕量化是解決能源危機(jī)、環(huán)境污染及安全問(wèn)題的有效途徑,鋁合金作為汽車輕量化的主要用材,越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外政府、企業(yè)及科研人員的關(guān)注,而Al-Mg-Si合金憑借著其優(yōu)良的綜合性能成為了汽車輕量化的首選材料,但該系鋁合金板材存在著自然時(shí)效過(guò)程中的“停放效應(yīng)”以及烘烤硬化速率較慢等問(wèn)題,制約了其在實(shí)際生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用。本文以此為研究背景,以6016鋁合金為研究對(duì)象,通過(guò)金相顯微組織觀察、掃描電鏡(SEM)、電子背散射衍射(EBSD)、透射電鏡(TEM)、硬度測(cè)試、拉伸性能測(cè)試、成形性能測(cè)試等觀察測(cè)試手段,研究了熱處理及預(yù)變形對(duì)汽車車身用Al-Mg-Si鋁合金組織性能的影響,以及冷軋變形過(guò)程中織構(gòu)的演變規(guī)律,將微觀組織與宏觀力學(xué)性能結(jié)合起來(lái),試圖通過(guò)調(diào)整熱處理及加工工藝,找到既能加快合金強(qiáng)化相時(shí)效析出又能抑制自然時(shí)效不利影響的工藝參數(shù)。主要得到以下結(jié)論:(1)雙級(jí)淬火工藝在一定程度上可以有效抑制自然時(shí)效對(duì)板材力學(xué)性能的影響,還能促進(jìn)板材的快速時(shí)效強(qiáng)化,但如果淬火溫度太低(70℃),板材自然時(shí)效的抑制作用不明顯,淬火溫度過(guò)高(130℃),合金板材在烤漆前的強(qiáng)度較高,不利于沖壓成形,所以當(dāng)淬火溫度居中(100℃)且保溫時(shí)間為50min~60min時(shí),不但板材自然時(shí)效的抑制作用明顯,且烤漆硬化效應(yīng)最高。(2)隨著淬火保溫時(shí)間的延長(zhǎng),板材硬度達(dá)到峰值所需時(shí)間縮短,但峰值硬度呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì),當(dāng)保溫時(shí)間為40min~60min時(shí),合金的峰值硬度在108HV~110HV,且峰值硬度出現(xiàn)的時(shí)間在60min~90min之間;當(dāng)自然時(shí)效時(shí)間小于1天時(shí),淬火保溫5min~20min即可大幅度促進(jìn)板材的烤漆時(shí)效速度;當(dāng)自然時(shí)效時(shí)間為1~3天時(shí),淬火保溫時(shí)間需要在40min~60min才能有效促進(jìn)烤漆硬化效率;當(dāng)自然時(shí)效時(shí)間在1周以上時(shí),淬火時(shí)間需保持50min~60min之間,才能使烤漆態(tài)合金板材滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。(3)隨著冷軋變形量的增加,合金內(nèi)的位錯(cuò)密度逐漸增加,板材的強(qiáng)度逐漸升高,塑性逐漸下降,且自然時(shí)效對(duì)板材力學(xué)性能的影響也更弱;經(jīng)過(guò)烤漆時(shí)效后,板材的強(qiáng)度和延伸率均有提升;在同一變形量下,隨著時(shí)效溫度的升高,合金達(dá)到峰值硬度的時(shí)間在縮短,在相同時(shí)效溫度下,板材的峰值硬度隨著變形量的增加出現(xiàn)時(shí)間越短,且峰值硬度更大。(4)隨著變形量的增加典型的形變織構(gòu)Copper{112}111、S{124}211會(huì)逐漸取代再結(jié)晶織構(gòu)Cube{001}100成為主要且穩(wěn)定的取向,其中Cube織構(gòu)有利于板材的塑性成形,而Copper織構(gòu)對(duì)合金強(qiáng)度的提升有較大的幫助。當(dāng)形變量低于20%時(shí)晶粒取向主要為{001}、{012}取向,當(dāng)變形量大于40%時(shí),晶粒取向轉(zhuǎn)為{011}、{112}、{123}取向。當(dāng)合金變形量大于60%時(shí),晶粒之間會(huì)形成形變帶,且形變帶的織構(gòu)類型主要為強(qiáng)度較高的Copper{112}111織構(gòu)和強(qiáng)度較弱的Cube{001}100織構(gòu)組成。
【圖文】：

圖1.1 6016 鋁合金雙級(jí)淬火態(tài)和T4 態(tài)DSC 曲線[42]，在合金板材固溶淬火后立即進(jìn)行短時(shí)低溫時(shí)的烤漆硬化值，同時(shí)還可以保證其在烤漆前有良對(duì)于提升板材烤漆前的成形性能及烤漆硬化效應(yīng)0℃~180℃，保溫 10min 以內(nèi)時(shí)可以很好的滿足以x 鋁合金在固溶水淬后立即進(jìn)行預(yù)時(shí)效的最佳工藝際生產(chǎn)中應(yīng)用最多的預(yù)時(shí)效溫度是 70℃~100℃[43]為水淬、油淬和風(fēng)淬，劉星興等[26]研究發(fā)現(xiàn)，16 鋁合金進(jìn)行 100℃×1h 的油淬之后再水淬，可以保持穩(wěn)定，同時(shí)還能提高板材的烤漆硬化值；P和水淬結(jié)合的淬火方式，其研究表明，該雙級(jí)淬的熱處理方式，，通過(guò)該處理后的板材可以有效抑從而抑制自然時(shí)效過(guò)程中板材強(qiáng)度硬度的提升，等[45]研究了 6016 汽車板的氣墊爐固溶工藝，研淬下的好，且固溶工藝下合金內(nèi)可溶析出相在

{111}<112> 90° 55° 45°{111}<110> 0° 55° 45°圖1.2 歐拉空間中的 和β 取向線經(jīng)大量研究表明，面心立方金屬的晶粒取向在熱處理和塑性加工過(guò)程中的會(huì)根據(jù)不同條件發(fā)生相應(yīng)的變化，它們總會(huì)傾向于聚集在取向空間的 和 β 取向線附近，通過(guò)對(duì)各取向線附近織構(gòu)密度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以大致了解晶粒取向的聚集情況，為后期通過(guò)取向線分析織構(gòu)提供更為直觀的判斷依據(jù)。如圖 1.2 所示為取向空間中取向線的位置，從圖中的標(biāo)
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG146.21;TG166.3

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳敬;陳江華;劉春輝;賴玉香;顧媛;;通過(guò)形變時(shí)效工藝同時(shí)提高Al-Mg-Si-Cu合金強(qiáng)度和電導(dǎo)率[J];功能材料;2016年02期

2 鄭暉;趙曦雅;;汽車輕量化及鋁合金在現(xiàn)代汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];鍛壓技術(shù);2016年02期

3 李翔;唐建國(guó);張新明;凌利月;劉文輝;廖志宇;楊濤;鄧運(yùn)來(lái);;溫變形對(duì)汽車車身用6061鋁合金自然時(shí)效及力學(xué)性能的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2016年01期

4 顧媛;陳江華;劉春輝;朱東暉;劉力梅;陶冠輝;;預(yù)變形對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金時(shí)效硬化和顯微結(jié)構(gòu)的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2015年11期

5 李勇;安小雪;王昭東;李家棟;高冠軍;付天亮;賀晨;;6016鋁合金汽車板的氣墊爐式固溶工藝（英文）[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2015年S1期

6 周明琢;溫柏楊;丁立鵬;謝錦岳;文章;賈志宏;;Mg/Si比對(duì)6000系鋁合金自然時(shí)效和析出強(qiáng)化的影響[J];材料熱處理學(xué)報(bào);2015年04期

7 崔莉;郭明星;彭祥陽(yáng);張艷;張濟(jì)山;莊林忠;;預(yù)變形對(duì)汽車用Al-Mg-Si-Cu合金析出行為的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2015年03期

8 賈志宏;丁立鵬;吳賽楠;王雪麗;劉慶;陳昌云;;汽車車身用6000系鋁合金板材微觀組織與熱處理工藝的研究進(jìn)展[J];材料工程;2014年12期

9 劉星興;唐建國(guó);張新明;談琦;王瑩瑩;鄧運(yùn)來(lái);;雙級(jí)淬火對(duì)車身板用6016鋁合金烤漆硬化效應(yīng)的影響[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2014年05期

10 王小娜;韓利戰(zhàn);顧劍鋒;;鋁合金時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)及強(qiáng)化模型[J];中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào);2013年10期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 王凱峰;時(shí)效硬化鋁合金板材預(yù)成形退火加工工藝研究[D];天津大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 張克龍;6016鋁合金車身用板材工藝過(guò)程的組織和織構(gòu)演變研究[D];重慶交通大學(xué);2015年

2 萬(wàn)彬;稀土改性和熱處理對(duì)Al-Mg-Si-Fe合金組織及性能影響的研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 褚衍順;6082鋁合金冷軋與再結(jié)晶織構(gòu)演變和力學(xué)性能研究[D];燕山大學(xué);2014年

4 葛麗麗;6016鋁合金板材沖壓成形性能研究[D];大連交通大學(xué);2014年

5 安小雪;6016鋁合金汽車板的熱處理工藝研究[D];東北大學(xué);2014年

6 陳宗寶;轉(zhuǎn)棒誘導(dǎo)形核法制備A1-25%Si合金半固態(tài)漿料[D];昆明理工大學(xué);2014年

7 王時(shí)豪;形變—時(shí)效組合工藝對(duì)Al-Mg-Si合金力學(xué)性能及析出相微觀組織結(jié)構(gòu)的影響[D];湖南大學(xué);2014年

8 劉星興;微合金化及熱處理對(duì)車身用6016鋁合金組織與性能的影響[D];中南大學(xué);2013年

9 徐歡歡;預(yù)應(yīng)變及預(yù)時(shí)效對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金自然時(shí)效及烘烤硬化性能的影響[D];重慶大學(xué);2013年

10 刁金鵬;6016鋁合金熱變形行為及熱連軋過(guò)程數(shù)值模擬研究[D];湖南大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2549957