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

【摘要】：6000系鋁合金是目前替代鋼板應(yīng)用于汽車車身最理想的輕質(zhì)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(shí)效響應(yīng)的6000系鋁合金,并在實(shí)驗(yàn)室研究基礎(chǔ)上開展了工業(yè)化試制工作。主要工作及結(jié)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(jié)構(gòu),組織中的相為α-Al、Mg2Si、Si、Al15(FeMn)3Si2和Al1.9CuMg4.1Si3.3;合金經(jīng)430℃/10h+550℃/18h的雙級(jí)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(jù)合金應(yīng)力-應(yīng)變曲線,構(gòu)建了流變應(yīng)力本構(gòu)方程、繪制了熱加工圖,并對(duì)熱變形過程中的微觀組織進(jìn)行了研究,選擇合金的熱變形溫度為450～500℃、應(yīng)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(zhǎng),組織呈帶狀；熱軋態(tài)板料經(jīng)400℃/1h中間退火后,形成了等軸狀的完全再結(jié)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(zhì)量。研究了新型合金冷軋態(tài)組織,并對(duì)合金的固溶工藝進(jìn)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(jù)合金軋制態(tài)DSC曲線,對(duì)其進(jìn)行了固溶工藝優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)合金經(jīng)550℃/15min固溶處理后,形成了主要微區(qū)晶粒取向?yàn)镃ube{100}001的完全再結(jié)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(yù)時(shí)效工藝和作用機(jī)理。與T4態(tài)相比,合金經(jīng)130℃/10min和140℃ /5～10min預(yù)時(shí)效處理后表現(xiàn)出較好的烤漆硬化性,烤漆后屈服強(qiáng)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(yù)時(shí)效有效阻礙了自然時(shí)效中原子團(tuán)簇的形成和提高了β"相核胚密度。新型合金預(yù)時(shí)效處理后自然時(shí)效一個(gè)月,評(píng)價(jià)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(duì)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(kuò)孔率λ為51.3%,高于AC170PX合金的40.6%；合金板料具有與國(guó)外進(jìn)口板料AC170PX相當(dāng)?shù)膯蜗蚶煨阅芎兔浶涡阅�。研究了Zn元素對(duì)新型合金時(shí)效析出行為的影響,發(fā)現(xiàn)添加Zn對(duì)合金固溶態(tài)和預(yù)時(shí)效態(tài)的屈服強(qiáng)度無影響。合金烤漆后表現(xiàn)出良好的快速時(shí)效響應(yīng)能力,合金的屈服強(qiáng)度為250MPa,屈服強(qiáng)度增量為125MPa,而未添加Zn的對(duì)比合金屈服強(qiáng)度為230MPa,屈服強(qiáng)度增量為98MPa,添加Zn使合金到達(dá)峰值硬度的時(shí)間縮短了一半。新型合金時(shí)效初期Zn原子隨機(jī)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(jìn)了時(shí)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(duì)比合金為104kJ/mol,同時(shí)時(shí)效初期新型合金中β"相的數(shù)量密度高于未添加Zn的對(duì)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(qiáng)度,烤漆后合金表現(xiàn)出優(yōu)越的烤漆硬化性,屈服強(qiáng)度的增量達(dá)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(kuò)孔率λ與國(guó)外進(jìn)口板料AC170PX相當(dāng)；合金具有良好的脹形性能,平面應(yīng)變點(diǎn)FLDo高于實(shí)驗(yàn)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(dǎo)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(hào)：1809565