鋁合金因具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,導(dǎo)熱性、優(yōu)異的強(qiáng)度和塑性、良好的可焊性,易加工性和耐蝕性等優(yōu)點,在航空航天、軌道交通和汽車制造等領(lǐng)域有十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,對鋁合金的加工及制備工藝提出了流程更短、效率更高、力學(xué)性能更優(yōu)的要求。傳統(tǒng)的熱處理工藝雖然具有成熟的工藝體系,也能較好地提高鋁合金的力學(xué)性能,但存在工藝周期長等問題,在生產(chǎn)效率方面存在著嚴(yán)峻的考驗。對于材料而言,其性能主要取決于組織結(jié)構(gòu),鋁合金的組織結(jié)構(gòu)對溫度的敏感性非常高,傳統(tǒng)技術(shù)在控制溫度穩(wěn)定性方面存在諸多難題。基于細(xì)晶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化等兩種主要的鋁合金強(qiáng)化機(jī)制,形變熱處理可作為一種成熟有效的強(qiáng)化方法。然而,由于鋁合金層錯能較高,對材料的熱處理參數(shù)要求過于嚴(yán)苛。而一些新型的制備超細(xì)晶的方式,對于鋁合金而言,在獲得超細(xì)晶的同時,也會引入大量晶體缺陷,從而導(dǎo)致塑性下降,無法滿足對其綜合力學(xué)性能的要求。因此,一種新型高效的提高鋁合金力學(xué)性能的方法的提出將是鋁合金工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)展的必然選擇。脈沖電流處理技術(shù)是一種在短時間內(nèi)將高能量的電-熱-力耦合場輸入到材料中以顯著改變材料的組織形貌和力學(xué)性能的技術(shù)。目前,該技術(shù)已在液態(tài)金... 

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【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

鋁合金在汽車上的應(yīng)用Fig1.1Applicationofaluminumalloyinautomobile

第一章緒論3隨著能源安全，環(huán)境問題層出不窮，結(jié)合相關(guān)法規(guī)的要求，降低能耗，減少有害氣體的排放已日益成為汽車工業(yè)亟需解決的核心問題。據(jù)研究表明，整車質(zhì)量每減少10%，燃油利用效率可相應(yīng)提高6%-8%，CO2排放量可相應(yīng)降低4%[2]。目前，車身輕量化的主要方法為采用鋁合金，鎂合金，復(fù)合材料等和優(yōu)化車身設(shè)計。與傳統(tǒng)鋼材材料相比，鋁合金具有密度低而比強(qiáng)度高，耐腐蝕，易成型，可回收等優(yōu)點，成為汽車輕量化進(jìn)程中開發(fā)最早，最成熟的汽車材料，目前在汽車制造領(lǐng)域中鋁合金用量僅次于鋼材和鑄鐵，位居第三。圖1.21975-2015年北美乘用車用鋁情況[3]Fig1.2AluminumforpassengervehiclesinNorthAmericafrom1975to2015[3]鋁合金在汽車各個零部件上有大范圍的應(yīng)用，如圖1.1所示。近幾十年以來，鋁合金在汽車上的應(yīng)用仍呈一個逐漸增長的趨勢。有研究表明，截止到2015年，北美乘用車平均汽車鋁合金含量已達(dá)到397磅/輛[3]，如圖1.2所示。由于鋁合金的多種優(yōu)勢，各個汽車制造商都在通過提高鋁合金的比例來達(dá)到汽車輕量化的目標(biāo)。上汽集團(tuán)自榮威950車型發(fā)動機(jī)罩蓋內(nèi)外板在國內(nèi)率先實現(xiàn)鋁化之后，君越、君威、GL8、邁瑞寶、新凱越等品牌車身均大量采用了鋁合金覆蓋件、鋁合金骨架、鋁合金保險杠防撞梁、鎂合金壓鑄件及鍛件等輕金屬零部件，研發(fā)36種輕量化零部件用于新能源汽車，使其減重超過130kg。蔚來純電動SUV-ES8車身采用7003鋁合金材料制造，其底盤、懸掛、輪轂、剎車系統(tǒng)以及電池組外殼也都采用了鋁合金材質(zhì)，整體鋁化率高

吉林大學(xué)博士學(xué)位論文4達(dá)96.4%，成為全球量產(chǎn)全鋁車身中鋁合金材料應(yīng)用比例最高的車型，引領(lǐng)了全球汽車鋁化率水平。蘇州奧杰汽車技術(shù)股份有限公司推出了全鋁客車車身、全鋁轎車車身及全鋁貨箱和全鋁電池框，如圖1.3。按照加工類型進(jìn)行分類，車身用鋁合金主要為鑄造鋁合金和變形鋁合金。鑄造鋁合金主要用于發(fā)動機(jī)缸體，離合器殼和一些支架類的零部件。此外，發(fā)動機(jī)缸體襯套采用鋁基復(fù)合材料已成為可能[4]。變形鋁合金主要用于制造沖壓件和擠壓件，沖壓件主要用于車身內(nèi)外板，以2000系鋁合金，5000系鋁合金和6000系鋁合金為主，而5000系鋁合金為不可熱處理強(qiáng)化型鋁合金，對于其力學(xué)性能提高工藝較為復(fù)雜，2000系鋁合金在烘烤時會出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，可焊性和耐腐蝕性也不如6000系鋁合金，相比而言，6000系鋁合金可在烘烤后實現(xiàn)人工時效強(qiáng)化，故6000系鋁合金得到更廣泛的應(yīng)用[5]。圖1.3蘇州奧杰全鋁客車車身Fig1.3AllaluminumbusbodyofSuzhouAojiecompany1.2.3鋁合金的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀由于鋁合金具有優(yōu)異的成形性、可焊性、耐蝕性、優(yōu)良的烘烤硬化性、耐高溫性、較高的強(qiáng)塑性和疲勞強(qiáng)度，在近年來越來越多的得到關(guān)注，國內(nèi)外研究學(xué)者也對其各種機(jī)械性能進(jìn)行了廣泛而細(xì)致的研究。1.2.3.1鋁合金力學(xué)性能研究工業(yè)發(fā)展的不斷進(jìn)步對鋁合金的力學(xué)性能提出了更高的要求，對此，國內(nèi)外很多

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