汽车用6×××系铝合金及其冲压成形性研究综述

铝合金具有比强度大、成形性好、导热性好、耐腐蚀及性价比高等优点,能够满足汽车轻量化的需求。对6×××系铝合金板材的研究现状作了综述,主要内容包括6×××系铝合金的合金元素、织构、力学性能和冲压成形性。6×××系铝合金板材与钢板相比,其成形性、刚度和抗凹陷性都较低,为使合金板材更好地满足汽车轻量化的需求,应综合考虑合金元素、织构、热处理状态和成形工艺等方面对成形性能的影响,优化合金板材的冲压成形性,研制出综合性能更优的车身板材,以提高汽车车身用铝量。

有限元模拟在铜母线连续挤压扩展成形中的应用

利用DEFORM-3D对铜母线连续挤压扩展成形过程进行了有限元模拟,获得了挤压40 mm×10 mm铜母线的速度场、温度场和应力应变场。根据后处理结果分析,归纳对金属流动的影响因素,优化了挤压50 mm×6 mm铜母线的模具设计,通过与前者的数值模拟结果的比较分析,发现挤出的铜母线充满状态良好,流动应力较为均匀,并得到了与实际过程相符的金属流动规律。通过扭矩校核表明,优化方案可行。

6016铝合金板材室温成形性及其数值模拟

通过实验和数值模拟方法研究了6016-T4P铝合金板材在室温下的成形性能。通过刚模胀形实验获得了成形极限图（FLD），通过单向拉伸实验建立了6016-T4P铝合金的室温Johnson-Cook材料模型，并利用ABAQUS有限元软件对刚模胀形实验进行了数值模拟。模拟过程中采用最大凸模力准则和应变失稳准则获得了计算的成形极限结果，并讨论了凸模速度、摩擦系数等对成形极限模拟结果的影响。结果表明：当摩擦系数为0．1，凸模速度为1000Am·s^-1时，模拟和实验结果吻合较好。随摩擦系数的增大，平面应变值增大，成形极限曲线（FLC）垂直向上移动，且摩擦系数的变化对FLC的右侧部分影响较显著；随凸模速度增加，FLC略垂直向下移动，平面应变值减小。进而应用合理的成形参数成功预测了6016铝合金汽车B柱零件的冲压成形效果。

基于位错密度模型的AZ31镁合金热压缩微观组织预测

运用ABAQUS软件的VUSDFLD子程序,结合建立的位错密度模型对AZ31镁合金进行热压缩过程的微观组织预测,研究了变形温度和应变速率对低角晶界(Low Angle Grain Boundaries,LAGBs)位错密度、高角晶界(High Angle Grain Boundaries,HAGBs)位错密度和动态再结晶(Dynamic Recrystallization,DRX)体积分数XDRX的影响。结果表明:变形温度为400℃时,LAGBs和HAGBs位错密度与宏观应力具有一致的变化趋势,表明LAGBs和HAGBs位错密度能够体现宏观应力的变化;较大的变形量和较高的变形温度能促进DRX的进行,但在相同的变形量下,XDRX随着应变速率增加而降低;变形温度为300℃时,易变形区和自由变形区的LAGBs和HAGBs位错密度都呈现出先增后减的变化趋势;但变形温度在400和500℃时,易变形区的LAGBs和HAGBs位错密度会出现缓慢上升的趋势,而自由变形区则出现了下降趋势。

6016铝合金板材微观组织及力学性能的试验研究

采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和拉伸试验等分析检测方法,研究了6016铝合金板材和冷冲压成形后的汽车B柱零件的微观组织和力学性能。结果表明:在0°,45°和90°方向上,汽车B柱侧壁的伸长率和应变硬化指数n与原材料相比有显著降低,在冲压成形过程中产生了加工硬化,其塑性和应变硬化效果降低;汽车B柱侧壁沿垂直方向的大变形使各向异性明显增加;汽车B柱大变形区有大量的位错累积,产生位错缠结现象,位错密度显著高于未变形区。6016铝合金板材在冲压成形后第二相粒子尺寸减小,弥散强化的作用明显,力学性能发生变化。