新型汽车用AlMgSi系铝合金烘烤硬化性能研究

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1、．莉料匝胃新型汽车用AI—Mg—Si系铝合金烘烤硬化性能研究摘要：研究了某新型铝合金的烘烤硬化性能及断裂韧性，在不同人工时效制度下铝合金力学性能测定的基础上，进行了Kahn撕裂试验及扫描电镜断口形貌观察。结果表明，对该型号铝材经过170～185oC、30min人工时效处理后，各项性能优良，具有非常明显的时效强化性能及较强的断裂韧性。过度提高人．zB-,j效温度虽然有利于提高该铝合金的8值，但是不利于改善其断裂韧性。关键词：汽车AI—Mg—Si系铝合金烘烤硬化性能研究中图分类号：U465．22文献标识码：A■大连理工大学汽车工程学院王安东盈

2、亮申国哲常颖孟召焕胡平3100万能试验机上进行。随后进行烘烤硬化试验，1试验材料和方法测定AA6016铝合金烘烤硬化值。烘烤处理制度(其试验材料为国产新型AI—Mg—Si系冷轧铝合金板中，预变形为2％或3％)如下。材，厚度0．8mm，供货状态为T4(固溶淬火+自然a．人工时效：预变形+170oC，30min。时效)，试验代号为X一0．8。通过LABCENTER、b．人zBI,效：预变形+185oC，30min。XR、F一1800扫描型X射线荧光光谱仪测定该型铝材c．人工时效：预变形+200oC，30min。中各元素质量分数(见表1)。X一

3、0．8属于AA601698合利用Kahn撕裂方法测试X一0．8铝合金在人Ta1,效金。试件的人工时效处理过程在高低温试验箱(规格处理前后的断裂韧性。Kahn撕裂试验所用试样的缺参数：最高温度350o(=，精度±1oC)中完成。口尖端圆弧半径小于0025mm，拉伸方向平行于板力学性能测试遵照GBT228—2002在WDW材轧制方向，开裂方向垂直于板材轧制方向，Kahn2011年第5期汽车工艺与材料AT&MIl67．和料匝用。撕裂试验的名义拉伸速度为1mm／mInl。在Kahn撕裂试验试样上截取断口进行SEM试验，拍摄断口的表面形貌观察断口特

4、征。试验在Quanta200环境扫描电镜中进行。2试验结果与讨论2．1拉伸力学性能与烘烤硬化性能分别为33MPa、67MPa、102MPa，增幅分别为试样经过预变形(模拟车身覆盖件冲压成形226％、459％、69．9％。X一08铝合金的抗拉强变形)卸载后，放入烘烤箱内进行加温烘烤并保温度也有大幅度提高，其中经过200。C，30min时效处(模拟车身覆盖件烘烤过程)，再重新加载至屈服状理后，抗拉强度由T4状态的255N／mm提升到305态。烘烤前后的屈服强度增量即为烘烤硬化值(N／mm，提升幅度达19．6％。值)。烘烤硬化值的大小取决于预变

5、形后的应力值及图2是预变形量为2％及3％、烘烤时间30min烘烤后的屈服强度增量。从图1中可以看到，实际的时，烘烤温度对2种X一0．8铝合金烘烤硬化值影响。烘烤硬化值日应包括两部分，～部分由于进行预变由图2可以看出，在2种不同的预变形程度下，吕形，原始板材产生了加工硬化值，力学性能得到值随烘烤温度具有相同的变化趋势，在150。C以后一定程度的提高，再通过烘烤实现二次强化，其值为开始出现明显的烘烤硬化现象，温度增至170。C后BH，即实际烘烤硬化值，其中下标X代表不同的预烘烤硬化值上升梯度显著增加，在185。C时8H值为变形量。因此，在研究

6、传统意义上的烘烤硬化性能时40～50MPa，200。C时g值为80～90MPa。由此应当分别加以区分。X一0．8铝合金基础力学性能曲线可见，X一08铝合金表现出极佳的烘烤硬化性能。同及吕值测定方法见图1。时，3％预变形下的B值I；L2％时有一定量的提升，烘b烘工时表2。屈服68；汽车工艺与材料AT&M2011年第5期栖料睡胃∞、∞型N外加载荷P2．前的积分面积。由~-UIE与Ko2之间存在线性关系，通过比较UIE值的大小，可以直接反映出铝合金断裂韧性的高低⋯。利用Kahn撕裂方法测试X一0．8铝合金在烘烤硬化前后的断裂韧性，所得试验结果见

7、图5。2温度／℃图2时效温度对X一0．8铝合金BH值的影响Z柱3Om∞∞∞∞∞∞o一赫28∞墨、∞磐长2624蔓zz毒2。位移／mm骑，8图4Kahn撕裂试验的试样简图和载荷一位移曲线16141230温腰／罡兰20图3时效温度对X一0．8铝合金断后伸长率的影响鼎10后伸长率均保持在2O％左右：而经200cC，30rain颦00时效处理后，断后伸长率下降到13％。铝合金的塑性降低，表现出较大的硬脆性，同时随着预变形程度的提升，断后伸长率将整体下移。温度，℃由烘烤硬化性能试验可看出，在170～185℃区图5TSar4随时效温度的变化TE￡．z

8、蜒陶q噼间，30min时效处理可使X一0．8铝合金获得较高力由图5可见，在170oC、30min人工时效处理学性能。正是由于X—o．8铝合金在烘烤硬化前具有后，与T4状态的X一0．8铝合金相比