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预时效及微合金化对汽车车身用6022合金组织和性能的研究
| 论文题名： | 预时效及微合金化对汽车车身用6022合金组织和性能的研究 |
| 关键词： | 汽车车身材料;铝合金板材;预时效工艺;微合金化;力学性能;成形性能;微观组织 |
| 摘要： | 本文以6022合金为基础,制备了四种不同成分的汽车铝合金板材,通过金相显微镜、三维原子探针(3DAP)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、显微硬度测量、拉伸实验、成形性能测试,研究了预时效工艺、微合金化元素Ag和Sc+Zr对6022合金板材模拟烤漆处理后力学性能、成形性能以及微观组织的影响。得到以下主要结果: (1)6022合金铸态组织中存在大量的结晶相,经过540℃～32h的均匀化处理后枝晶组织消失,结晶相基本全部溶解。且6022合金的成形性能及模拟烤漆处理后力学性能均接近或优于已应用的汽车车身用铝合金板材。 (2)自然时效处理的合金,在模拟烤漆处理初期Mg-Si原子团簇会发生溶解,使合金人工时效初期的硬化速度减慢,模拟烤漆处理后的力学性能降低。而高于室温的预时效处理后可形成较为稳定的Mg-Si原子团簇,会为随后人工时效过程中β"相的析出提供大量的有利形核位置,从而导致合金硬度和模拟烤漆后力学性能的上升。 (3)预时效处理会使合金模拟烤漆后力学性能提高,但成形性能下降。且预时效时间越长,模拟烤漆处理后力学性能会更好,但成形性能下降也更明显。合金经过80℃预时效10min后,成形性能下降较小,但烤漆处理后力学性能提高不明显。在140℃预时效时,较为适宜的预时效工艺为:140℃预时效10min。在此工艺条件下,成形性能下降不是很大,但能显著提高合金模拟烤漆处理后的力学性能。 (4)6022合金中添加0.34％Ag对合金自然时效5天后的成形性能影响较小,且加Ag合金在175℃时效30min后,其模拟烤漆处理后力学性能和6022合金相比,σ0.2提高30MPa,σb提高29Mpa。Ag的加入不仅促进时效响应,还提高了合金的时效硬化速率,但并未改变合金的析出序列。其机理主要是通过促进G.P.zones/Clusters的形成而实现的,人工时效过程中G.P.zones/Clusters为合金主要强化相β"形核提供有利位置,从而促进合金中主要强化相β"相的析出。 (5)6022合金中添加0.12Sc+0.13Zr,使合金合金成形性能衡量指标(r)下降0.01,△r绝对值增大0.05,σ0.2/σb增大0.06,0.12Sc+0.13Zr的添加使6022合金成形性能略微下降,但可使合金时效早期硬度提高,经模拟烤漆处理后σ0.2提高26MPa,σb提高23Mpa。这主要是添加0.12Sc+0.13Zr后,合金在均匀化、固溶过程中析出了大量细小、弥散分布的Al3Sc和Al3Zr粒子所致。而0.12Sc+0.13Zr的添加并不改变6022合金的析出序列,对合金主要析出相β"相影响较小。 |
| 作者： | 王小宁 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 郑子樵;李世晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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