收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

Sr及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金板材织构的影响

陈海军  
【摘要】:减轻自重以降低能耗、减少污染、提高效率已成为汽车发展的一个趋势,这使得可热处理强化的Al-Mg-Si-Cu合金作为汽车车身板用材得到了广泛的关注。合金经热轧、冷轧、热处理后,进行冲压成形,并在随后的喷漆烘烤过程中产生时效强化。此时板材的组织对车身板的成形性能、拉伸性能及使用性能会产生影响,如何利用微合金化及适当的热处理来改变板材的内部组织从而使板材具有适宜的力学强度与优良的成形性能组合,并在成形后经过时效处理达到理想的强度要求,是材料工作者一直追求的目标。本文在Al-Mg-Si-Cu合金的基础上,通过调整合金中Sr含量、在轧制过程中对合金进行热处理并在固溶处理后进行预时效处理,采用光学显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子背散射衍射(EBSD)等分析手段,系统研究了不同试验条件对织构组成及性能的影响,得出织构组态与合金性能之间的关系,为实际生产提供指导。 (1)Sr对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响 对2.5mm厚板材的织构研究表明,在合金中加入Sr不改变织构的基本类型,但改变织构的取向密度f(g)。当合金中不含Sr或含0.033%Sr(质量分数,下同)时,最大取向密度出现在{011}211取向附近;当合金中含0.093%Sr时,最大取向密度出现在{112}111取向附近。 不含Sr合金中,主要有旋转立方织构和面织构,体积百分数分别为21.2%和38.8%(体积百分数,下同)。Sr含量为0.033%合金的织构特征与不含Sr合金的织构特征无明显差别,只是各织构组分含量略有下降,体积百分数分别为18.7%和35.6%。Sr含量为0.093%合金的织构特征与前两种合金的织构特征明显不同,旋转立方织构及面织构的含量分别为0.024%和1.2%。 对1.0mm板的织构研究表明,不含Sr合金中存在很强的{011}122P取向和较强的{124}211S1取向;含0.033%Sr合金中存在较强的接近于{011}011的取向和很强的{112}111Cu取向、{011}211B取向;含0.093%Sr合金中存在{011}111取向和较强的{123}634S3取向、{011}211B取向。 添加0.033%Sr后,合金的抗拉强度Rm、屈服强度Rp0.2、断后伸长率A、应变硬化指数n值、塑性应变比r值及杯突值IE分别为360MPa、200MPa、23.3%、0.296、0.729及8.13mm。 分析织构与性能之间的关系可知,在Sr含量为0.033%的合金中轧制织构与再结晶织构的相对比例为0.02,随机量为76.4%,合金的力学性能及成形性能最好。当Sr含量达到0.093%时,轧制织构与再结晶织构的比例达到1.97,合金的力学性能及成形性能最差。这表明较小的轧制织构与再结晶织构的相对比例有利于提高板材的性能。 (2)中间退火对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响 对2.5mm板的织构研究表明,轧间不进行热处理、进行350℃热处理1h的合金中,两种合金所含有的织构类型一样,主要为R-Cube{001)110取向及强度较弱的B、S、C取向。而经510℃热处理1h的合金中的R-Cube取向及B、S、C取向的强度比前两种合金中相应织构的强度要低。轧间不进行热处理合金的旋转立方织构及面织构的体积百分数分别为21.2%及38.8%,进行350℃热处理1h合金的旋转立方织构及面织构的体积百分数分别为19.8%及37%,进行510℃热处理1h合金的旋转立方织构及面织构的体积百分数分别为13.7%及31.2%。 对1.0mmm板的织构研究表明,合金不进行轧间退火的合金中存在较强的偏转G取向,Q取向及残留轧制铜C取向。轧间进行350℃退火1h的合金中存在很强的G取向、Q取向及R/S取向。轧间进行510℃退火1h的合金中存在较弱的偏转G取向、R/S取向。每种合金中都含有{111}面织构,其中进行轧间退火处理的合金含量较多。 随着退火温度提高,板材的拉伸强度下降,而断后伸长率增加。没有进行轧间退火处理的合金的n、r及IE值分别为0.269、0.729及8.13mmm,进行510℃中间退火1h处理的合金的n、r及IE值分别为0.311、0.788及8.98mm,进行350℃中间退火1h的合金的n、r及IE值分别为0.310、0.774及8.77mm,介于前两种合金之间。 不进行轧间热处理的合金、轧间进行350℃处理1h的合金及轧间进行510℃处理1h的合金中轧制织构与再结晶织构的相对比例分别为0.029、0.036及0.036,随机量分别为76.4%、64.7%及56.6%,三种合金的成形性能差别不大。 (3)预时效对Al-Mg-Si-Cu合金组织及性能的影响 织构分析表明,不进行预时效的合金中出现了很弱的立方取向、弱的黄铜B取向、R/S取向及大压下量时特有的Q组分。进行150℃预时效处理5min后,PSN效应取向强度较大,存在很强的G取向、Q取向及R/S取向。进行150℃预时效处理30min后,合金中出现较强的立方取向(偏转)及较强Q取向。三种合金中都存在较多的{111}取向。 性能测试表明,不进行预时效的合金的断后伸长率、n、r及IE值分别为17%、0.273、0.701及7.89mm,合金在进行150℃预时效5min后断后伸长率、n、r及IE值分别达到25%、0.310、0.774及8.77mm,合金在150℃预时效30mmin后抗拉强度及屈服强度明显提高,达到360MPa及210MPa,断后伸长率降至19%,n、r及IE值分别降至0.284、0.733及8.21mm。 分析织构与性能之间的关系可知,在不进行预时效处理的合金中,轧制织构与再结晶织构的相对比例为2.5,合金的成形性能及拉伸性能最低。在进行150℃预时效5min的合金中,轧制织构与再结晶织构的相对比例为0.036,而成形性能最好。 性能测试和分析表明,合金板材中Sr含量为0.033%,轧制中间进行350℃退火1h,固溶处理后进行150℃预时效处理5min后可得到最佳的综合性能,其性能分别为:抗拉强度Rm为340MPa、屈服强度Rp0.2为180MPa、应变硬化指数n值为0.31、塑性应变比r为0.774、杯突值为8.77mm。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 关学丰;钕对超轻变形镁合金塑性的影响[J];稀土;1985年01期
2 王其闵,何广兴,叶荣,陈沛然;高强度Mg-Zn-Y-Zr合金板材的研究[J];金属学报;1982年03期
3 朱炳章;刘庆瑔;谭顺葕;;GH128合金板材大应力持久检验标准的研究[J];航空材料;1985年05期
4 黄福祥;;GH128合金板材大应力持久标准的综合研究报告[J];航空材料;1985年06期
5 叶淑芬;张淑珍;;LF5合金板材H3n状态的研究[J];轻合金加工技术;1987年11期
6 邢玉芳;;LY12合金板材时效制度的研究[J];铝加工;1990年03期
7 王炳林;;贯彻执行GH128合金大应力持久标准[J];航空材料;1985年05期
8 谢燮揆;AK4-2Ч耐热铝合金板材(1.0~2.5mm厚)的组织和性能[J];轻金属;1994年06期
9 范爱国;;具有良好弯曲加工性能的Al-Mg-Si合金板材[J];兵器材料科学与工程;2009年01期
10 ;大规格TZM合金板材研制成功[J];稀有金属快报;2004年01期
11 王佩秋;GH128合金板材大应力持久检验标准的研究取得良好效果[J];材料工程;1983年06期
12 王炳林;GH99与ЭП693合金板材标准比较[J];材料工程;1995年01期
13 ;俄罗斯钛合金板材生产简况[J];稀有金属材料与工程;1996年03期
14 朱炳章,刘庆瑔,谭顺葕;GH128合金板材大应力持久检验标准的研究[J];材料工程;1985年05期
15 黄福祥;GH128合金板材大应力持久标准的综合研究报告[J];材料工程;1985年06期
16 Γ.Е.ΓОЛЬДБУХТ;丁树智;;新的次生变形铝合金[J];轻金属;1985年12期
17 范靖亚,康广范;Mg-Y-Mn合金高性能板材的研究[J];轻合金加工技术;1994年08期
18 侯玉年 ,王世望;GH140合金板材的焊接缺陷、故障及焊接工艺的改进[J];材料工程;1981年06期
19 朱康英;氢对β-C~(TM)合金板材组织与性能的影响[J];钛工业进展;1995年03期
20 刘峰晓,贺跃辉,刘咏,黄伯云,李智;粉末冶金制备TiAl基合金板材的研究现状及趋势[J];稀有金属材料与工程;2005年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郑伟;李赫亮;袁晓光;黄宏军;刘喜欢;;汽车用AlMgSi系合金板材的研究现状及发展趋势[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
2 马忠贤;陈永辉;王娟华;王新;;TB2钛合金板材热处理工艺研究[A];中国有色金属学会第十四届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2011年
3 李爱民;杜金辉;韩艳芸;李宁;王艾竹;任辉;;热处理对GH4708合金板材拉伸性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
4 田耘;李帅华;杨峥;柳光祖;任辉;;氧化物弥散强化MGH956合金板材再结晶典型组织[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
5 李慧中;;粉末冶金Ti-47Al-2Cr-0.2Mo合金板材轧制工艺研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
6 秦悦阳;袁晓光;李贺亮;黄宏军;郭志强;;固溶时间对含钪量为0.1%的铝镁硅合金板材组织性能的影响[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
7 毛圣成;韩晓东;张泽;;用EBSD研究TiNi合金板材显微组织结构和晶粒择优取向随轧制进化的规律性[A];2004年材料科学与工程新进展[C];2004年
8 文志刚;王韦琪;容耀;;钛合金板材产业发展状况[A];中国新材料产业发展报告(2006)——航空航天材料专辑[C];2006年
9 雷文平;沈健;毛柏平;陈瑞强;;Al-5.2Cu-0.4Mg-1.02Ag合金板材组织性能的研究[A];中国有色金属学会合金加工学术委员会2008学术年会论文集[C];2008年
10 王小翔;杨伟;王俭;王韦琪;魏寿庸;;中间β处理对Ti-51111S合金板材组织与性能的影响[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陈海军;Sr及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金板材织构的影响[D];郑州大学;2011年
2 吕伟;轧制态TC1和TC2钛合金板材的力学性能及变形与断裂机理的研究[D];沈阳工业大学;2010年
3 刘俊伟;Mg-Al-Zn系合金板材中低温变形研究[D];湖南大学;2009年
4 刘俊伟;Mg-Al-Zn系合金板材中低温变形研究[D];湖南大学;2009年
5 彭勇宜;Al-Mg-Mn和Al-Mg-Mn-Sc-Zr合金板材应用性能及其相关基础研究[D];中南大学;2008年
6 李超;轻合金板材脉冲电流辅助超塑成形工艺及机理研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
7 黄继武;高强可焊7A52铝合金板材热处理及其相关基础研究[D];中南大学;2008年
8 王文焱;电解加钛Al-Mg-Si合金板材组织和性能的研究[D];郑州大学;2007年
9 聂波;中强可焊铝镁钪合金制备及其相关基础研究[D];中南大学;2007年
10 李宝辉;含钇的TiAl基合金显微组织及性能的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵凯;1975合金板材热处理及其组织性能研究[D];中南大学;2012年
2 蔺海;加工工艺对TC4-DT合金板材疲劳性能收敛性的影响[D];西安建筑科技大学;2011年
3 胡光山;TB5钛合金板材冷变形及退火过程结构演变和力学性能研究[D];北京有色金属研究总院;2012年
4 秦悦阳;钪对铝镁硅合金板材组织与性能的影响[D];沈阳工业大学;2012年
5 刘喜欢;铝铁合金板材热处理组织及性能的研究[D];沈阳工业大学;2011年
6 张暘;Mg-12Li-2Al-2Zn-0.8RE合金板材工艺及组织性能研究[D];南昌大学;2012年
7 杨弋;高强铝合金的制备及其性能研究[D];合肥工业大学;2013年
8 左波;钽及钽钨合金冷轧变形组织及织构研究[D];中南大学;2011年
9 刘文静;7449铝合金板材各向异性研究[D];中南林业科技大学;2012年
10 袁家伟;铜基触媒合金板材制备技术研究[D];西安建筑科技大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 石兆辉 周昊 记者 李丽云;新型合金板材填补铝业空白[N];科技日报;2007年
2 王迅;东轻新型铝合金板材通过鉴定[N];中国有色金属报;2007年
3 飘尘;重庆铝加工厂欲夺镁合金板材全球老大地位[N];中国有色金属报;2005年
4 张纪贵;镁合金板材在电池行业上的应用前景广阔[N];中国有色金属报;2006年
5 许月旺 李华伦 孟伟霞;闻喜银光镁业:成功卷轧国际上首卷镁合金铸轧薄板[N];中国有色金属报;2008年
6 叶东蕾;汽车用铝制品技术的专利部署[N];中国知识产权报;2007年
7 特约记者  张晓君 通讯员  田月;三项ABS新产品技术通过专家验收[N];中国石油报;2006年
8 郑开榜;首款铜合金板式换热器面世[N];中国有色金属报;2008年
9 鞠悦冰;掌握自主技术 提升核心能力[N];中国航空报;2005年
10 常步忠;平铝公司“云松”牌产品走向国际市场[N];中国有色金属报;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978