本文選題：6000系鋁合金 + 汽車車身板��； 參考：《東北大學》2015年博士論文

【摘要】：6000系鋁合金是目前替代鋼板應用于汽車車身最理想的輕質材料。然而,目前車用鋁板仍然存在合金成形性能無顯著改善和烤漆硬化性發(fā)揮不充分的問題,本論文系統(tǒng)地研究了一種汽車車身板用新型快速時效響應的6000系鋁合金,并在實驗室研究基礎上開展了工業(yè)化試制工作。主要工作及結果如下。研究了新型合金均勻化熱處理工藝及組織演變。合金鑄態(tài)組織為典型的枝晶結構,組織中的相為α-Al、Mg2Si、Si、Al15(FeMn)3Si2和Al1.9CuMg4.1Si3.3;合金經430℃/10h+550℃/18h的雙級均勻化熱處理后,組織中相回溶充分,殘留相為Al15(FeMn)3Si2相。合金鑄態(tài)和均熱態(tài)組織中均未發(fā)現(xiàn)含Zn相。研究了新型合金的變形加工工藝。根據合金應力-應變曲線,構建了流變應力本構方程、繪制了熱加工圖,并對熱變形過程中的微觀組織進行了研究,選擇合金的熱變形溫度為450～500℃、應變速率0.1 s-1。合金熱軋變形后,晶粒沿軋制方向被明顯拉長,組織呈帶狀；熱軋態(tài)板料經400℃/1h中間退火后,形成了等軸狀的完全再結晶晶粒,平均晶粒尺寸為51.2μm,大角度晶界的比例為89.1%,退火后形成的這種組織有利于板材的冷軋變形和改善板材的表面質量。研究了新型合金冷軋態(tài)組織,并對合金的固溶工藝進行了優(yōu)化。合金冷軋態(tài)組織沿軋制方向呈纖維狀分布,基體中分布的相有Mg2Si、Si、Al15(FeMn)3Si2和含Zr相；根據合金軋制態(tài)DSC曲線,對其進行了固溶工藝優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)合金經550℃/15min固溶處理后,形成了主要微區(qū)晶粒取向為Cube{100}001的完全再結晶組織,等軸狀晶粒的平均尺寸為32.0μm,這種組織有利于板材的沖壓成形。研究了新型合金預時效工藝和作用機理。與T4態(tài)相比,合金經130℃/10min和140℃ /5～10min預時效處理后表現(xiàn)出較好的烤漆硬化性,烤漆后屈服強度的增量為120MPa,顯著改善了T4態(tài)合金烤漆硬化性不足的問題。預時效有效阻礙了自然時效中原子團簇的形成和提高了β"相核胚密度。新型合金預時效處理后自然時效一個月,評價其成形性能。合金的彎曲性能優(yōu)于60]6鋁合金；杯突值IE為9.7mmm,滿足對供貨態(tài)板材IE值的要求；板料具有較好的翻邊性能,合金的極限擴孔率λ為51.3%,高于AC170PX合金的40.6%；合金板料具有與國外進口板料AC170PX相當的單向拉伸性能和脹形性能。研究了Zn元素對新型合金時效析出行為的影響,發(fā)現(xiàn)添加Zn對合金固溶態(tài)和預時效態(tài)的屈服強度無影響。合金烤漆后表現(xiàn)出良好的快速時效響應能力,合金的屈服強度為250MPa,屈服強度增量為125MPa,而未添加Zn的對比合金屈服強度為230MPa,屈服強度增量為98MPa,添加Zn使合金到達峰值硬度的時間縮短了一半。新型合金時效初期Zn原子隨機分布,并未參與形成析出相,Zn降低了合金中β"相的析出激活能,促進了時效過程中β"的析出,表現(xiàn)在新型合金β"相的析出激活能為94kJ/mol,而未添加Zn的對比合金為104kJ/mol,同時時效初期新型合金中β"相的數量密度高于未添加Zn的對比合金。研究了新型合金工業(yè)化試制規(guī)模材料的制備加工和熱處理工藝及組織性能。新型合金工業(yè)化試制的T4P態(tài)板料具有較低的屈服強度,烤漆后合金表現(xiàn)出優(yōu)越的烤漆硬化性,屈服強度的增量達130MPa。工業(yè)化試制新型合金T4P態(tài)板料的彎曲性能和拉深性能優(yōu)于6016鋁合金；板料擴孔率λ與國外進口板料AC170PX相當；合金具有良好的脹形性能,平面應變點FLDo高于實驗室制備小規(guī)格片材,但由于新型合金T4P態(tài)板料的各向異性明顯,導致單向拉伸性能較差。
[Abstract]:In this paper , a new type of 6000 series aluminum alloy with quick aging response has been developed , and the microstructure of the alloy is investigated . The microstructure of the alloy is as follows . The microstructure of the alloy is 偽 - Al , MgSi , Si , Al15 ( FeMn ) 3Si2 and Al1.9CuMg4.1 Si3.3 . The microstructure of the alloy is studied . The microstructure of the alloy is 450 - 500 鈩，

本文編號：1809565