汽车用6000系铝合金板材成形性能研究

发布时间：2017-07-17 21:47

  本文关键词：汽车用6000系铝合金板材成形性能研究

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【摘要】：节能减排的需求加速了汽车行业轻量化进程,提高6000系铝合金板材的成形性对铝合金在汽车上的广泛应用具有重要意义。研究发现,通过调控合金成分和改进轧制、热处理工艺能够有效提高铝合金板材的成形性能。本文设计了四种合金元素含量的6000系铝合金和四种不同的轧制工艺,通过金相显微镜、X射线衍射(XRD)、电子背散射衍射(EBSD)和拉伸试验等技术手段研究了合金元素和轧制工艺对6000系铝合金显微组织、力学性能和成形性能的影响。主要研究结果如下:(1)Cu含量一定时,过剩Si合金的强度和延伸率要优于过剩Mg合金;Mg/Si比相同时,高Cu合金的强度要高于低Cu合金;四种合金n值相差较小,而过剩Mg高Cu合金的r值相对其他三种合金更高。(2)5mm厚过剩Si低Cu合金的热轧板经过不同轧制工艺后得到四种1mm厚板材。热轧板织构主要由Copper、S和Brass三种典型的轧制织构和再结晶织构R组成。经过不同压下量的冷轧和中间退火后,发生了再结晶,且初轧压下量越大,中间退火后晶粒尺寸越小。最终冷轧到1mm后,随轧制压下量增大,组织被拉长越明显,样品中残留的再结晶织构Cube和Cube+ND20逐渐减少,而Copper、S和Brass三种轧制织构明显增加。固溶和预时效处理后,随着最终冷轧压下量的增加,Cube和Cube+ND20织构组分逐渐增加,而R和Brass-R织构逐渐减少,说明立方带处形核和PSN诱导形核机制在各种再结晶机制的竞争中渐渐占据主导地位。并且终轧压下量越大,最终再结晶晶粒尺寸越小,与之前中间退火态样品晶粒尺寸随初次冷轧压下量的变化规律一致。四种不同加工工艺中,3号工艺得到的板材屈服强度较低,抗拉强度较高,屈强比小,断后延伸率也相对较高,利于加工成形。(3)测试机构I的测试结果表明6016铝合金板材放置4个月和6个月后,材料的力学性能和成形性能变化较小,抗时效能力较强。
【关键词】：6000系铝合金 合金成分 轧制 热处理 成形性能
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U466
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-22
• 1.1 引言8-9
• 1.2 铝合金在汽车上的应用9-12
• 1.3 成形性能评价指标简介12-16
• 1.3.1 加工硬化指数n与塑性应变比r12-14
• 1.3.2 成形极限图（FLD）14-16
• 1.4 国内外研究现状16-21
• 1.5 课题研究内容和意义21-22
• 2 实验材料与实验方法22-28
• 2.1 实验材料概况22
• 2.2 实验研究方案22-23
• 2.3 实验分析方法与设备23-28
• 2.3.1 光学显微镜金相分析23-24
• 2.3.2 XRD宏观织构分析24
• 2.3.3 EBSD微观织构分析24
• 2.3.4 电子通道衬度（ECC）分析24-25
• 2.3.5 电子万能试验机力学性能测试25-26
• 2.3.6 胀形试验机成形性能测试26-28
• 3 合金元素对6000铝合金板材成形性的影响28-36
• 3.1 微观组织比较28-31
• 3.2 力学性能比较31-34
• 3.3 成形性能比较34-36
• 4 轧制和热处理工艺对6000系铝合金成形性的影响36-48
• 4.1 不同加工阶段显微组织比较分析36-46
• 4.1.1 热轧态样品显微组织与织构分析36-38
• 4.1.2 初次冷轧和中间退火后样品显微组织分析38-39
• 4.1.3 最终冷轧后样品显微组织分析39-42
• 4.1.4 连续退火预时效后板材显微组织与织构分析42-46
• 4.2 四种板材力学性能对比分析46-48
• 5 6016板材成形性能测试结果对比48-57
• 5.1 板材放置4个月后力学性能和成形性能测试结果对比48-51
• 5.1.1 测试机构I实验结果48-50
• 5.1.2 测试机构II实验结果50-51
• 5.2 板材放置6个月后力学性能和成形性能测试结果对比51-55
• 5.2.1 测试机构I实验结果51-53
• 5.2.2 测试机构II实验结果53-55
• 5.3 两次测试结果对比分析55-57
• 5.3.1 拉伸试验结果比较55-56
• 5.3.2 胀形试验结果比较56-57
• 6 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63

【参考文献】

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本文编号：554742