汽车铝合金覆盖件原始板材组织性能分析与自然时效对其弯曲性能的影响研究

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1、汽车铝合金覆盖件原始板材组织性能分析与自然时效对其弯曲性能的影响研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：刘川指导教师：张志清副教授兼职导师：刘鹏工程师学位类别：工程硕士（车辆工程领域）重庆大学汽车协同创新中心二O一五年五月ThemicrostructuresandmechanicalpropertiesofautomotivealuminumsheetsandtheeffectsofnaturalagingontheirbendabilityAThesisSubmittedtoChongqing

2、UniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByLiuChuanSupervisorbyAssociateProf.ZhangZhiqingPluralisticSupervisedbySpecialty：ME(VehicleEngineeringField)ChongqingAutomobileCollaborativeInnovationCenterChongqingUniversity,Chongqing,

3、ChinaMay2015中文摘要摘要6000系铝合金具有优良的性能，是汽车轻量化材料的理想选择，6016铝合金在我国汽车工业中应用基础薄弱，因此建立6016铝合金原始板材微观组织和力学性能数据库，对于我国汽车工业铝合金覆盖件的选材以及塑性变形工艺等具有重要意义。铝合金外覆盖件塑性变形包括拉延、翻边、扣合等工序，翻边和扣合工序涉及的弯曲性能是6000系铝合金板材的关键性能，有必要深入的研究。本文采用由长安汽车有限公司提供的三种厂家铝合金原材料，分别是A公司的A6K21、B公司的B6016和C公司的C60

4、16。通过OM，SEM和XRD等技术进行微观组织表征和通过单向拉伸试验进行力学性能测试，得到了三种铝合金原始板材微观组织和力学性能数据库；对三种铝合金原始板材进行合适的重新固溶后，通过拉伸、弯曲试验以及SEM技术，探究了自然时效对三种铝合金弯曲性能的影响。得到的主要结论如下：①三种铝合金板材微观组织和力学性能差异较大：成分方面，A的Mg含量较高，B的Si，Mn，Fe含量较高，而C的Cu含量较高；三种铝合金都呈近似等轴晶，RD方向和TD方向尺寸接近，但明显高于ND方向尺寸，三者的ND面平均晶粒尺寸分别为

5、32.5μm，23μm，46.5μm；第二相方面，三者均含有明显的结晶相和弥散相，B的两种相成分较高，C的两种相尺寸较大；三者均含有明显再结晶织构，没有明显的轧制织构；强度方面，C的屈服强度和抗拉强度较高，A的屈强比较高，三者材料均是RD方向强度较高，TD方向强度较低，45°方向延伸率较高；B的n值较高，C的n值较低；A的r值较高，C的r值较低，且三种材料均是45°方向r值较低；实际加工模拟和结果显示覆盖件局部变形大，易产生裂纹，C在拉延时产生严重裂纹，A在翻边时产生微裂纹，而B则能完成全部工序。②自

6、然时效对三种铝合金板材弯曲性能的影响：本文对三种材料进行540℃、550℃和560℃*10分钟的重新固溶处理，经过验证，除了溶解组织中的第二相外，不会对晶粒和织构产生影响，随后本文对三种材料进行550℃*10min的重新固溶处理后，进行不同自然时效时间的弯曲试验。结果发现随时间的增加，三种材料的强度增加，弯曲性能下降；同样的自然时间时，A的弯曲性能较好，C较差；三种材料均是0°样品的弯曲性能比另外两个方向的（90°、45°）的样品差很多；结合组织分析，以上弯曲性能结果可能跟自然时效析出效应、晶粒尺寸、

7、第二相大小及分布、再结晶织构以及强度各向异性等组织和性能特征有关。关键词：汽车铝合金覆盖件，微观组织，力学性能，自然时效，弯曲性能I英文摘要Abstract6000seriesaluminumalloyisoneoftheidealmaterialsforautomotivelightweightbecauseoftheirexcellentproperties.HoweverAA6016hasaweakapplicationinChineseautomobileindustry,soitisness

8、arytobuildadatabaseofthemicrostructureandthemechanicalpropertiesofAA6016,whichisofgreatsignificanceforcarcompaniestochooserawmaterialsandtoimprovetheirprocessingtechnologies.Themainformingprocessofaluminumpanelincludesdrawing,fla