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当代汽车正朝着轻量化、高速、安全、舒适、节能与低污染的方向发展。提高汽车的铝化率,是汽车工业发展的必然趋势。在制作车身板材的铝合金中,6000系铝合金由于具有强度高,塑性好,优良的耐蚀性等优点而成为近年来研究的热点。 本论文采用正交设计法研究了Al-Mg-Si基铝合金中合金元素和热处理制度对合金力学性能、成形性能和显微组织的影响,优化出最佳合金成分和热处理制度。利用金相显微镜、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)、扫描电镜(SEM)、DSC、电子探针(EMPA)、X射线衍射仪、电子万能拉伸机、显微硬度计等一系列分析测试手段,研究了Mg、Si、Cu、Zr对合金力学性能,冲压性能和显微组织的影响,固溶温度、自然时效、预时效对合金力学性能的影响以及该合金的时效强化机制。 研究结果表明: 1.Cu、Mg、Si、Zr对合金强度影响由大到小的顺序是:Si、Cu、Mg、Zr,对σ0.2/σb影响最大的是Zr,对r值影响最大的是Cu,Cu、Mg、Si、Zr对n值影响不大。 2.微量Zr在Al-Mg-Si基车身板材铝合金中主要以粒状β(Al3Zr)弥散相存在,β(Al3Zr)弥散相能抑制再结晶,产生亚结构强化和弥散强化,Zr含量为0.2wt.%时,合金的成形性能明显改善。 3.固溶处理温度升高,α固溶体中Si含量增加,Mg含量则无明显变化,人工时效时合金强度和硬度增加。 4.合金自然时效主要产生G.P.区,人工时效主要强化相为β′(Mg2Si)。在本实验范围内,淬火和人工时效之间的室温放置,能引起合金硬度下降,室温放置时间越长,人工时效后试样硬度越低,合理的预时效温度和过剩Si,能有效的减轻自然时效对合金性能的不利影响。 5.合金最佳成份是Al-0.95Mg-1.35Si-0.35Mn-1.2Cu-0.20Zr-0.01Ti,最佳热处理工艺是550℃+30min固溶→150℃+5min预时效→自然时效→175℃+5h人工时效 6.合金T4状态下与6010的成形性能指标合金相比,σ0.2/σb小了20%,n值相等,r值大了4.3%,δ大了8.3%,T4综合成形性能优于6010合金T4综合成形性能。人工时效后,合金抗变形能力与抗压痕能力优于传统车身板材。 研究结果为设计高性能汽车车身板材提供了有效的途径,对于解决汽车车身板材依赖进口的难题,提高我国汽车工业整体水平,具有积极的推动作用。关键词:合金元素力学性能成形性能显微组织热处理汽车车身板材Al一Mg一si基合金