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原文传递汽车座椅轻量化材质设计与研究

论文题名：	汽车座椅轻量化材质设计与研究
关键词：	汽车座椅;汽车轻量化;熔体处理;显微组织;力学性能;耐腐蚀性能
摘要：	汽车座椅轻量化可大幅度降低汽车的能耗,对节能减排有着重要意义,现阶段我国铝合金结构件在汽车上的应用还不太广泛,有相当大的发展和应用空间,因此铝合金骨架汽车座椅发展前景广阔。铝合金强度高,成形性和耐腐蚀性良好,可循环再利用,这些特性使其成为理想的低密度高强度材料以替代高密度的钢铁材料。近年来,人们通过各种实验手段(如:成分优化设计、增强热处理工艺、熔体处理工艺等)对铝合金的强化方法进行了探索研究,以便得到更高性能的铝合金材质来替换原来的普通钢制材质(Q235)来制造汽车座椅以减轻重量。本文选取ZL201和2Al2铝合金为基础材料,通过合金化的方法对其进行了强化方法的研究。主要内容及结论如下: 　　首先,在ZL201合金中添加不同含量的Mg元素进行合金化处理,通过性能检测及金相分析,研究Mg合金化对ZL201显微组织和性能的影响,并从中选出适用于汽车座椅骨架的最佳铝合金材料配方。试验表明:在ZL201中添加合金化元素Mg,金属型浇注后,合金的力学性能得到明显改善。其中添加1.7％Mg元素的强化效果最好。通过电化学腐蚀试验得出,在醋酸中ZL201合金较容易发生腐蚀,但是添加Mg元素后,合金的耐腐蚀性能得到较大提高,且当添加1.7％的Mg元素时,耐腐蚀性能最好。　　其次,在2Al2合金中添加不同含量的Ti元素,通过金相观察和性能检测。研究了Ti元素对2Al2合金的显微组织及力学性能的影响。结果表明:在2Al2合金中加入Ti可以明显的细化晶粒。当加入的Ti含量为0.3％时晶粒最为细小,强化效果最好。由电化学腐蚀测试可以得出在醋酸中没有Ti的2Al2合金较容易发生腐蚀,但是在2Al2合金中添加Ti元素时,合金的耐腐蚀性能变好。　　最后,对ZL201和2Al2合金的强化方法进行了研究,确定了最佳的汽车座椅骨架铝合金的热处理工艺。比较Mg含量为1.1％时的砂型和金属型浇注的ZL201合金,可以发现因砂型冷却速度慢导致晶粒粗大,而金属型冷却速度快得到的晶粒细小,金属型比砂型的强化效果好。研究发现,当ZL201合金中加入1.7％的Mg元素时,金相分析和测试数据比较表明,合金在500℃固溶4h后能获得较好的固溶处理效果。在T5工艺基础上,比较发现Mg合金化的ZL201合金经过500℃固溶4h+180℃时效11h后组织均匀细化,且力学性能最好。含Ti的2Al2合金经过固溶处理后,分析比较固溶4h、8h和12h合金的组织和性能,可以发现固溶12h可以获得最佳的固溶效果。
作者：	雍文佳
专业：	材料加工工程
导师：	余瑾
授予学位：	硕士
授予学位单位：	合肥工业大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文