论文部分内容阅读
世界汽车工业正面临着越来越严峻的问题:能源、环境和安全。因此,减轻汽车自重以降低能耗、减少污染、提高效率成为各大汽车厂商提高竞争力的重要措施。目前,汽车车身铝合金化是汽车轻量化的一个重要措施。6000系Al-Mg-Si(-Cu)基合金成为国外汽车车身板研究的热点,而国内还几乎无人开展研究。6000系铝合金的综合性能良好,但成形性能还不尽人意。尽管成形性能的好坏与多种因素都有关系,但从本质上说,它与材料的各向异性有着重要的联系,而各向异性取决于晶粒的“择优取向”——织构。因此织构就成为影响成形性能好坏的微观度量标准。本文通过研究微量Sr对Al-Mg-Si-Cu基合金板材织构和成形性能的影响,为提高汽车车身板成形性能提供依据。 通过优化合金成分和加工工艺,得到一种Al-Mg-Si-Cu基合金板材。该合金最佳成分为:Al-1.2Si-1.35Mg-0.8Cu-0.35Mn-0.2Ti-0.033Sr(wt%)。其综合性能优良:T4状态下,力学性能为:屈服强度、抗拉强度、延伸率可分别达到200Mpa、355Mpa、23%(相对);成形性能为:n值可达到0.296,r值可达到0.726,杯突值可达到7.92。 采用金相显微镜、显微硬度计、DSC、TEM、XRD等分析工具,重点研究了微量Sr对AI-Mg-Si-Cu基合金的显微组织及析出动力学的影响;着重利用ODF(织构取向分布函数图)分析了微量Sr及轧制中间热处理制度对所研究铝合金板材织构的影响。 显微组织和时效析出动力学分析结果表明:①当Al-Mg-Si-Cu基合金中的Sr含量为0.033%时,能阻碍晶界的扩张,使晶粒得到细化,同时能促使第二相在晶内和晶界均匀分布。在塑性形变时,能阻碍位错的运动,提高了力学性能。②当Al-Mg-Si-Cu基合金中的Sr含量为0.093%时,晶粒较粗大,第二相主要分布在晶间,此时,合金板材的力学性能较差。③向Al-Mg-Si-Cu基合金中加入Sr不改变合金板材中时效相的析出温度,但能够影响时效相β〃相和Q相的激活能。当Sr含量为0.033%时,β〃相及Q相的激活能都降低,能促进这两个相的析出。当Sr含量为0.093%时,不利于时效相的析出。 织构分析结果表明:①轧制中间不退火状态下,Al-Mg-Si-Cu基合金中的Sr,影响了合金基体点阵,降低了合金的层错能,阻碍了交滑移的进行,从而造成织构摘要类型的转变。Sr含量由0增加为0.019%及0.093%时,晶格变化增大,造成织构类型变化增大,同时织构含量的变化也增大。②轧制中间不退火状态下,Al一Mg一Si一cu基合金中的sr不利于旋转立方织构及面织构的形成。当Sr含量由0.019%增加为0.093wt%时,上述两种织构所占比例更少。③350℃八h中间退火的合金板材与无中间退火的合金板材相比,不含Sr的合金板材及含Sr量为0.019%的合金板材中,旋转立方织构及面织构的含量减少。而Sr含量为0.093%的合金板材中由于含Sr量较高,致使该合金的再结晶温度提高。在350℃八h退火制度下,一方面可能是形成了某种比较稳定的粒子,其不易转化为立方取向的核心;另一方面释放出来的形变能较少,不能促进再结晶核的形成与长大,从而使旋转立方织构及面织构的含量保持不变。④350℃/1h的轧制中间退火能使除旋转立方织构和面织构以外的随机量及其它类型织构的含量增加。