汽车用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金开发加工和应用研究 - 矿冶园

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汽车用新型Al-Mg-Si-Cu-Zn合金开发加工和应用研究

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课程介绍

Al-Mg-Si-Cu 系合金作为可热处理强化型铝合金，由于其具有众多优点而被广泛应用于车身外板的制造，但是 Al-Mg-Si-Cu 系合金成形性能、烤漆硬化能力和弯边性能等均有待进一步提高。针对这些问题，本文设计开发了一种汽车用新型 Al-Mg-Si-Cu-Zn 合金材料，通过系统研究不同热加工和时效工艺对其组织、织构以及性能的影响规律，开发的合金板材可兼具有优异的烤漆硬化能力和成形性能，具体结论如下:
溶质元素 Zn 的添加可促进该合金内 Mg-Si 溶质原子团簇的形成，若辅以合适预时效工艺调控，该合金烤漆硬化增量可远高于 120MPa; 不同热加工工艺对该合金热加工过程中的组织演化影响不大，但是会显著影响固溶淬火态组织，尤其若在中间退火前采用较大冷轧变形量加工，会使得合金基体内的粒子得到充分破碎且基体获得较大的应变储能，中间退火后的沉淀相粒子尺寸和浓度均会增加，经后续冷精轧以及固溶处理后，合金基体内的组织和织构可以获得较好搭配，即晶粒尺寸呈双模型分布特征，而织构明显获得弱化，最终使得该新型铝合金板材表现出优异的冲压成形性能（r>0.6，Δr<0.1，δ>28%）; 此外，经热加工工艺调控后具有优异成形性能的预时效态合金板材，如果对其进行一定的预变形，其在 185℃时效时的析出速率明显加快，且峰时效态的屈服强度也可获得大幅提高（>390MPa）; 最后，基于上述加工工艺开发的高成形性合金板材可用于冲压成形不同典型汽车零部件，如顶盖加强梁、前轮罩后板、A 柱内板等。