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摘要：6016铝合金是可热处理强化的铝合金,并且具有成形性好、耐蚀性强、强度高和较优良的综合性能,适合用作汽车车身板用材料,对汽车“轻量化”有重大意义。但在自然时效的影响下,普通供货状态的6016铝合金板材强度及快速烤漆强化性能无法满足要求,并且冲压成形性能的偏低。为改善6016铝合金板材烤漆强化效果,获得符合应用标准的汽车车身板,本文通过金相观察、差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等微观组织观察手段,以及硬度测试,拉伸性能测试和成形性能测试等方法,详细研究了2种微合金化(Mn、Cr和Zr与Mn、Cr和Sr复合添加)和3种特殊热处理工艺(双级淬火、预时效和回归时效)对6016合金组织和性能的影响,得到以下结论：(1)研究了6016合金的时效硬化行为及时效析出规律,发现合金存在明显的人工时效硬化效应和自然时效硬化效应,但经停放样品的人工时效硬化速率下降。合金的析出过程应为：过饱和固溶体SSS→clusters→GP zones→β"β’+Q’→β(Mg2Si)。模拟烤漆过程中起强化作用的是β”相,自然时效形成的原子团簇不利于时效强化。(2)研究了复合添加Mn、Cr和Zr或Mn、Cr和Sr微量元素对6016合金组织与力学性能的影响。结果表明适量Mn、Cr、Zr、Sr的添加均可细化合金组织晶粒,产生弥散相并改变第二相的类型和分布。复合添加Mn、Cr和Zr主要是通过弥散相影响组织、性能,β”相激活能基本不变,合金的强度提高,但塑性略微降低。复合添加Mn、Cr和Sr一方面通过Mn、Cr弥散相强化合金,另一方面Mn、Cr和Sr共同作用促进富铁相转变,并且使β”相激活能降低,促进β”相弥散均匀析出,最终在提高合金强度得同时保持了合金塑性。(3)研究了双级淬火(I.Q)、预时效(P.A)和回归时效(R.T)对6016合金组织与性能的影响,揭示了不同特殊处理产生的早期析出微结构对于后续强化相析出的影响机理。最佳中间淬火工艺制度为100℃×1h,最佳预时效工艺制度为160℃×5min,最佳回归时效工艺制度为220℃×5min。特殊热处理对烤漆前后性能改善的效果比微合金化明显得多,并且烤漆硬化效果有：I.Q>P.A>R.T。普通处理样品形成Ⅰ型Mg-Si团簇,β”相激活能较高,不利于β”相的形核,模拟烤漆硬化效果不佳。而双级淬火样品形成了均匀弥散的Ⅱ型Mg-Si团簇,自然时效过程性能稳定,β”相激活能极大降低,促进β”相析出,模拟烤漆后形成弥散均匀细小的β”相,烤漆硬化效果较好。类似的,预时效样品在预时效过程中形成了均匀弥散的大于临界尺寸的Ⅱ型Mg-Si团簇,烤漆硬化效果很好,但是时效过程β”相长大,尺寸较大。回归时效T4态样品中除Ⅱ型Mg-Si团簇还形成了少量Pre-β"相和β”相,使强化相的核心密度低,β”相形成激活能略高,模拟烤漆后β”相相密度略低,分布弥散,尺寸变化范围大。(4)微合金化结合特殊热处理进一步提高烤漆硬化效果,适宜的预时效(160℃×5min)使复合添加Mn,Cr和Zr合金的模拟烤漆前后性能达到工业要求,PBR达到120MPa,强化机理和单一研究过程类似。