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HTCR(High Throughput Casting and Rolling高通量连铸连轧)是一种将合金铝液通过双带式铸机连续铸造,随即进行连续热轧的高效率的铝合金板带材料生产工艺,具有高流速、短流程、低成本、节能环保等优点。6xxx铝合金是一种可热处理强化的铝合金,其板材强度适中、成形性能良好,可用于汽车车身、集装箱和船舶等行业,传统生产工艺一般采用热轧开坯方式。HTCR技术生产的6061合金尚属国内首次,因而研究热处理和预处理对其时效性能影响对实际生产和科学研究具有重要的意义。 本文采用金相显微组织分析、扫描电镜及能谱分析、差示扫描量热法测试、显微硬度、力学性能测试和杯突试验等方法,研究了固溶参数对HTCR6061合金板显微组织及自然时效硬化速率、人工时效参数对合金板人工时效硬化性能及预时效和预拉伸对铝合金板的烘烤硬化性能的影响;通过函数拟合建立了显微硬度、温度和时间的人工时效动力学模型,并对该模型的有效性进行验证;采用BP神经网络和遗传算法对预时效参数进行了优化;采用拉格朗日中值定理对预拉伸方式进行了优化。主要结论如下: 1、HTCR6061铝合金板自然时效硬度H与自然时效时间tNA满足函数关系H=alntNA+b,a值越大,固溶效果越好。最佳固溶参数为540℃、35min;轧制态合金中合金相主要沿轧制方向呈平行条状分布,固溶处理使得其中的AlMgSi共晶相溶解,而AlFeSi相几乎不发生变化。 2、通过人工时效温度、时间和对应的显微硬度建立的人工时效动力学模型为:此处为公式省略... 通过 DSC(差示扫描量热法)实验得出的合金时效过程中激活能和通过动力学模型中数据拟合得出的激活能分别为87.255±0.831KJ/mol和80.419KJ/mol,证明了时效动力学模型的有效性。 3、通过 BP神经网络和遗传算法的优化得出的最佳预时效参数为168℃、7.5min,与未优化相比,烘烤硬化性能由45.3MPa提升至52.8MPa,在此基础上引入的A2B1的预拉伸使烘烤硬化性能进一步提升了8.8MPa,最终达到61.6MPa,与汽车用6016-T4P铝合金板的烘烤硬化性能接近。