一种铝镁硅板材热处理工艺及焊接性的研究

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本文在汽车铝合金板材常用的6000系合金基础上,对一种含铒的新型车用铝合金板材进行研究。研究了轧制对合金板材组织及性能的影响,优化了含铒铝合金板材的热处理工艺,同时对板材的焊接工艺进行了研究。通过对合金板材轧制过程中晶粒变化的观察,了解了热轧与冷轧时晶粒的变化规律,在热轧时由于存在动态回复和动态再结晶,轧制之后的晶粒会出现晶粒长大的现象,大部分晶粒的形状呈纤维状,即在垂直于轧制方向上晶粒被压扁,在轧制方向上晶粒被压扁的同时被拉长。在冷轧时,晶粒会被压扁,同时在较大的变形情况下,晶粒还会出现破碎的现象,即晶粒变得细小,在轧制方向上,晶粒同样被压扁同时被拉长。由于这种加工方法使晶粒具有方向性,呈现纤维状,因此板材具有各向异性。经热处理后发现:在540℃下固溶1h,180℃人工时效5h时板材的拉伸强度和伸长率达均达到最大值,分别为395MPa和21.6%。因此确定本合金板材的最佳热处理工艺为:固溶温度540℃,固溶时间1h;时效温度180℃,时效时间5h。经SEM进行断口形貌分析发现,其断裂类型属于韧性断裂。通过元素面扫描分析发现Mg、Er等元素为弥散分布,它们与其他元素一起形成弥散分布的第二相粒子,阻碍位错运动,强化了合金力学性能。采用交流TIG焊对板材进行焊接,焊接电流40A,氩气流量6L min,板材厚度1.5mm,焊丝成分分为两种焊接填充材料,分别为Al-Mg焊丝和母材焊丝,在四种热处理工艺下对板材焊接接头进行组织与性能分析,经测试,轧制态+焊接+T6处理后的板材拉伸强度最高,达到300MPa,焊接强度系数为0.76,断裂方式为混合断裂,拉伸断裂区域均为热影响区,焊接件伸长率均不理想。
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