汽车车身板用6022铝合金组织及性能研究

通过金相观察、能谱分析以及力学性能分析,研究了Mg,Si等合金元素对汽车车身板用6022铝合金的显微组织、力学性能的影响,探讨了热处理工艺对板材力学性能的影响规律。实验结果表明:Mg,Si含量的增加可以促使合金中的一次相增多,提高合金的强度,但含量过多时会降低合金的塑性;Mg/Si比控制在合适的范围内才能使合金获得较好的强度和延伸率的匹配。时效处理有助于合金中Mg2Si等强化相的析出,改善板材强度和延伸率。固溶后立即进行人工时效可明显提高强度,但延伸率有所降低。适当地延长自然时效时间,可在提高合金强度的同时保持较高的延伸率。

6022铝合金铸态组织研究

采用金相显微镜(OM)及扫描电镜(SEM)对6022铝合金的铸态组织进行了观察,并采用能谱分析仪(EDS)对合金在凝固过程中的形成相进行了分析。结果表明,6022合金铸态组织中主要存在α-Al、Mg2Si、Si和β-Al5FeSi等相,在合金的凝固过程中,不仅产生α-Al+Mg2Si的二元共晶结构,而且还产生α-Al+Mg2Si+Si三元共晶结构。合金凝固过程为L→α-Al+L1→α-Al+(α-Al+β-Al5FeSi)+L2→α-Al+(α-Al+β-Al5FeSi)+(α-Al+Mg2Si)+L3→α-Al+(α-Al+β-Al5FeSi)+(α-Al+Mg2Si)+(α-Al+Mg2Si+Si)。

车身用6022铝合金热加工图及组织演变

利用Gleeble-3500热模拟试验机测定了6022铝合金的应力应变行为，基于动态材料模型，构建了热加工图。观察了不同变形条件下的金相组织。实验结果表明：当形变量为60％时，6022铝合金热加工图中存在局部较高的功率耗散区（加工温度为440～550oC、应变速率为0．01～1s^-1时），达30％以上，为实验材料的最佳热加工区，在该区域热变形后，材料晶粒细小；热加工图中存在3个失稳区，加工温度为300～390℃，应变速率为0．01-0．02S^-1；加工温度为300～340℃，应变速率为0．4～10s^-1；加工温度为470～500℃，应变速率为0．6-10s^-1。实际热加工过程中应避开此区域，防止材料内部微观缺陷的产生。

淬火对汽车车身用6022铝合金烤漆硬化效应的影响

以6022铝合金冷轧板为研究对象,通过显微组织观察、硬度测试等方法研究了双级淬火工艺对6022铝合金组织及烤漆前后硬度的影响。结果表明:6022铝合金试样经过560℃×25 min固溶处理后,进行油淬+室温水淬双级淬火,油淬温度越高,6022铝合金硬度越高,对抑制自然停放效应不利影响的作用越明显。6022铝合金最佳的双级淬火工艺为110℃×50 min油淬+室温水淬。此淬火工艺下的试样烤漆前硬度为71 HV,利于冲压成形,烤漆后,硬度值达到108 HV,烤漆硬化效应值为37 HV,烤漆硬化效应明显。

固溶及预时效处理对6022铝合金组织与性能的影响

通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜等技术,研究固溶与时效处理制度对6022汽车用铝合金微观组织及性能的影响规律。结果表明:经540℃保温0.5 h的固溶处理后,合金已发生完全再结晶,晶粒尺寸较为均匀,材料中存在部分未固溶到基体的第二相;预时效(150℃×5 min)+自然时效(72 h)处理后,其规定塑性延伸强度为129 MPa,抗拉强度为255 MPa,断后伸长率为25%,更利于成型;随后的人工时效(180℃×20 h)处理可以提高材料的强度,规定塑性延伸强度为327 MPa,抗拉强度为357 MPa,达到汽车覆盖件的使用要求。

电磁振荡铸轧AA6022铝合金薄板热处理工艺研究

基于亚快速凝固原理的电磁振荡铸轧技术成功制备出汽车用AA6022铝合金薄板,为了提高终端产品的综合力学性能,对冷轧后的薄板进行了热处理工艺研究。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM、EBSD)、宏观硬度以及拉伸实验等检测方法,研究了不同热处理工艺对亚快速凝固板材微观组织和力学性能的影响规律。结果表明:Al-Ti-B晶粒细化剂与电磁场的复合应用可以显著提高细小等轴状晶粒比例;固溶+预时效处理可以显著抑制自然时效硬化效应、增强合金板材的抗自然时效稳定性、提高合金板材的冲压成形性能和烤漆硬化增量;在优化的热处理工艺条件下(560℃×5 min+150℃×5 min+室温停放30 d+175℃×30 min),板材的屈服强度、抗拉强度、延伸率、宏观硬度以及塑性应变比,分别由1#试样的259 MPa、296 MPa、10.7%、466.5 MPa、0.66提高至4#试样的296 MPa、322 MPa、16.1%、599.8 MPa、0.75。

Ag对汽车车身板用6022合金组织和性能的影响

通过显微硬度测试、拉伸实验、DSC分析和TEM观察,研究微量Ag的添加对6022汽车车身板成形性能、模拟烤漆后的力学性能、时效动力学和微观组织的影响。结果表明:在6022合金中添加0.35%(质量分数)Ag,可以显著提高6022合金175℃时效30min后的强度,提高时效响应速度和峰值硬度,但对T4态下成形性能的影响较小;Ag的加入对时效过程的影响是通过促进GP区的形成,进而为β″相的析出提供更多的形核位置,从而促进主要强化相β″相的析出。

微量Sc及热处理对AA6022合金组织与性能的影响

采用铸造及锻造变形方法制备了含Sc的AA6022铝合金。采用X射线衍射分析、金相显微镜、扫描电镜观察及力学性能测试等方法,研究了微量Sc及时效处理工艺对合金的组织与性能影响。结果表明,添加0.15%～0.30%的Sc能明显细化铸态合金的晶粒,其平均尺寸从323μm降低到31μm。拉伸性能测试显示,自然时效(T4态)后,Sc的添加并未明显提高合金的抗拉强度,但伸长率却明显提高。而经过175℃保温30min的处理后(T4p),Sc的添加并未提高基体合金的强化烘烤效应,反而降低了合金的伸长率。180℃×10h峰时效处理(T6)显示,微量Sc的添加并不会明显提高合金的强度,但却提高了其塑性变形能力。