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合金元素和热处理对Al-Mg-Si基汽车车身板材组织和性能的影响
| 论文题名： | 合金元素和热处理对Al-Mg-Si基汽车车身板材组织和性能的影响 |
| 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-Mg-Si基合金 |
| 摘要： | 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б<,0.2>/б <,b>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'(Al<,3>Zr)弥散相存在,β'(Al<,3>Zr)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'(Mg<,2>Si).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T<,4>状态下与6010的成形性能指标合金相比,σ <,0.2>/σ<, b>小了20﹪,n值相等,r值大了4.3﹪,δ大了8.3﹪,T<,4>综合成形性能优于6010合金T<,4>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. |
| 作者： | 许可勤 |
| 专业： | 材料学 |
| 导师： | 甘卫平 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2004 |
| 正文语种： | 中文 |
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