低温预时效对6016铝合金汽车板烘烤硬化性能的影响

采用单轴拉伸力学性能测试,结合差示扫描量热法(DSC),分析低温预时效对6016铝合金烘烤硬化性能的影响。结果表明,低温预时效能够有效抑制6016铝合金的自然时效,改善烘烤硬化性能;经预时效处理,合金的DSC曲线中原子团簇吸热峰减弱,β″相放热峰提前,说明预时效能抑制自然时效,并且加速烘烤过程中β″相析出,加强烘烤硬化效果。     

预时效时间对汽车用6016铝合金组织与性能的影响

对汽车覆盖件用6016铝合金进行了不同时间的预时效处理,并进行烘烤硬化。采用金相显微镜和扫描电子显微镜观察了微观组织,差示扫描量热器测试了DSC曲线,并对其强度进行了测试。结果表明：随预时效时间的延长,屈服强度和抗拉强度均呈现逐渐降低的趋势,烤漆处理后,二者均发生了明显的提高,并且预时效时间越长,烘烤后强度的提升越高;预时效处理后,原子团簇溶解-吸热峰推迟出现,GP区和β″相析出-放热峰值温度略有降低,预时效处理抑制了后续自然停放过程中生成原子团簇与GP区,同时有利于车身板BH值提高。     

预时效对汽车车身用Al-Mg-Si-Cu铝合金板材组织及性能的影响

研究了预时效工艺对汽车车身用Al-Mg-Si-Cu铝合金板材组织及性能的影响。结果表明,合金板材固溶水淬后进行合适的预时效处理,能够显著降低自然时效的有害作用,合金板材的成形性能及烘烤硬化能力显著提高。预时效处理后,形成的原子团簇(或GP区)尺寸明显大于自然时效形成的原子团簇(或GP区),能够作为合金主要强化相β″的形核核心,有效促进烘烤条件下β″相的析出,从而显著提高板材烤漆硬化能力。合金板材经150℃/5 min预时效后,能够获得成形性能和烘烤硬化能力的良好组合。     

Zn添加对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金自然时效和烘烤硬化性的影响

以含Zn和不含Zn的2种Al-Mg-Si-Cu合金为研究对象,研究了Zn添加(0.64%,质量分数)对预时效态Al-Mg-Si-Cu合金的自然时效行为和烘烤硬化响应的影响,并利用三维原子探针(3DAP)技术揭示了相关微观机理。结果表明,含Zn合金在80℃下预时效15 min后的自然时效过程中原子团簇的Zn含量增加,原子团簇的稳定性改变,与不含Zn合金相比,含Zn合金原子团簇生长得更快。含Zn和不含Zn合金在预时效后的自然时效过程中屈服强度增加,含Zn合金因为具有更小的原子团簇间距和更大的原子团簇剪切模量,其屈服强度始终高于不含Zn合金。预时效后自然时效不同时间后在170℃下进行30 min模拟烤漆处理,原子团簇向GP区和β"相的转变随着自然时效时间的延长而减弱,因此含Zn和不含Zn合金的烘烤屈服强度降低。Al基体中的Zn具有促进析出相转变的作用,因此含Zn合金的烘烤屈服强度始终高于不含Zn合金。     

Mg/Si比对6000系铝合金自然时效和析出强化的影响

采用硬度测试、差示扫描量热法(DSC)分析及透射电镜(TEM)表征手段,观察并研究了Mg/Si比对6000系Al-Mg-Si合金自然时效及烘烤硬化性能的影响。结果表明:合金在自然时效过程的硬化速率与Mg/Si比关系不大,过剩Si合金在自然时效阶段硬度较高,不利于其成形,而该合金较高的析出动力学使其人工时效后具有足够的强度;合金经过自然时效后会使析出相粗化,密度减小,导致合金的时效强度明显降低,自然时效对过剩Mg合金的危害作用更大,这可能与其自然时效过程中形成的富含Mg的原子团簇难以转化为β″有关。     

6016铝合金汽车板材预时效处理工艺研究

研究了预时效处理工艺对汽车用6016铝合金板烘烤硬化性能的影响,试验结果表明,经过预时效处理可明显改善人工时效过程中合金软化现象。160℃、7 min预时效处理后板材硬度值高于T4态且呈现增长趋势,有效的抵消了自然时效过程中的合金软化现象。DSC结果表明,预时效处理可加快Mg2Si相析出速度,提高人工时效效果。拉伸结果表明,预时效后烤漆试样屈服强度达到321 MPa,相比自然时效烤漆试样硬度提高了60 MPa,降低自然时效对板材烤漆硬化性能的影响。对6016铝板材采用固溶处理+预时效+烤漆硬化工艺流程,有利于获得良好的板材冲压成形性能以及烘烤硬化处理效果。     

高温预变形对Al-Mg-Si合金自然时效及烘烤硬化的影响（英文）

采用显微硬度测试、差示扫描量热法(DSC)和透射电镜(TEM)测试研究高温预变形工艺对Al-Mg-Si合金自然时效和烘烤硬化的影响。结果表明:合金固溶处理后立即进行170℃预变形可以有效降低常温预变形工艺的T4态硬度过高等有害作用,并产生更好的烘烤硬化效果。170℃预变形7%并保持10 min是最佳的高温预变形工艺,可以使合金获得较低的T4态硬度和良好的烘烤硬化效应。高温预变形过程中同时产生的位错和Cluster(2)可以显著地抑制合金的自然时效,并促进烤漆过程中β″相的析出,同时产生的动态回复可以有效抑制加工硬化产生的不利影响。     

时效路径对Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金沉淀析出行为的影响

利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中表现出不同的时效硬化和组织演化行为,其中固溶淬火态合金时效硬化速率较快,但最终2种路径处理的合金峰值硬度和强度基本相同;但经预时效处理的合金,峰时效态延伸率和应变硬化速率以及过时效阶段硬度降低速率均较高。与此同时,预时效态合金还可析出大量复合溶质原子团簇,虽然在高温等温时效时会进一步长大,但使得欠时效、峰时效和过时效态合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等温时效的不同状态合金却无此特征。时效路径并未改变合金沉淀析出序列,但对沉淀相形核、长大速率影响显著,据此提出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。     

预处理对汽车用Al-Mg-Si合金组织和晶间腐蚀行为的影响

采用拉伸试验、晶间腐蚀试验、电化学测试、光学显微镜、透射电镜等方法手段研究了Al-Mg-Si合金在不同预处理条件下经烤漆处理后的微观组织与晶间腐蚀行为的演变规律。结果表明,随着预变形量的增加,试验合金晶界析出相的数量密度和尺寸相应地减小,而晶内析出物(β″相)的析出数量增加,尺寸减小,以致不同的预处理试验合金具有不同的综合性能。由预应变和预时效组成的预处理工艺有利于提高Al-Mg-Si合金的综合性能,其晶间腐蚀抗力和烘烤硬化性能都得到显著提高,这主要归因于合金在烤漆过程中不产生无析出区,形成的晶界析出物数量少而不连续,以及基体强化相β″相通过消耗大量溶质原子而充分地析出。     

自然时效及预时效6000系合金人工时效析出行为

通过硬度、差示扫描量热法(DSC)及透射电镜分析,研究了自然时效及预时效的几种6000系合金人工时效析出行为.结果表明:在170℃人工时效初期,T4态(固溶淬火后室温放置两周)合金中GP区的溶解过程推迟了β"相的析出,所形成的析出物主要是β"核心,导致时效硬化性下降;而T4P态(固溶淬火后立即170℃人工时效不同时间,然后室温放置两周)合金在这一阶段β"核心连续长大成为β"相,其显微组织以β"析出物为主,导致时效硬化性增强.增加预时效时间,人工时效硬化效果更好.对Si过剩合金,增大Mg/Si质量比,有利于β"核心的析出,提高人工时效硬化性.     

预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响

通过DSC热分析、显微硬度测试、透射电镜分析等研究了预变形对2E12铝合金时效析出过程的影响。结果表明：2E12铝合金表现为双阶段时效硬化特征,预变形降低了合金时效第1阶段硬化效果,提高了合金峰时效硬度,缩短了峰时效时间;随预变形量的增加,合金峰时效硬度增大,峰时效时间提前。增加预变形量使合金中析出的板条状S相更为细小、弥散。预变形引入位错对沉淀析出有利,位错环纯刃型位错为S相析出提供有利位置,促进球状S相形核。预变形产生位错结构有利于I型S相析出,并延缓II型S相析出     

Zn添加对预时效处理的Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响

本文通过显微硬度、透射电镜和三维原子探针表征测试手段,研究了Zn添加对Al-Mg-Si-Cu合金原子团簇行为和烤漆硬化响应的影响。结果表明,经100°C/3h预时效处理后,含Zn和不含Zn合金中均形成了Mg-Si原子团簇。然而,与不含Zn的合金相比,含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,表明Zn添加促进了Mg-Si原子团簇的形成。经185°C /25min烤漆处理后,两个合金在预时效过程中形成的Mg-Si原子团簇转变为具有明显增强效果的β″相,对应的烤漆增量也明显增加。由于预时效后的含Zn合金中Mg-Si原子团簇数量更多,这为烤漆过程中β″的形成提供了更多的形核核心。因此,含Zn合金β″相的尺寸更小,分布更致密,相对应的烤漆硬化响应速率也得以增强。     

预时效制度对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

通过TEM及拉伸性能试验研究了较宽的预时效工艺参数(80~200℃,2~30 m in)下,A l-Mg-S i-Cu合金的组织及性能演变规律。研究表明:实验合金在80~200℃进行预时效处理,能够抑制自然时效的不利影响。在80℃×(2~30 m in)进行预时效后,材料烘烤硬化效应提高有限;在120~160℃预时效5~10 m in后,材料的烘烤硬化效应得到较大的提高,且材料烤漆前的屈服强度较低,有利于冲压成形;在更高的温度如200℃进行预时效时,材料烤漆前屈服强度过高,但此时材料的烘烤硬化效应提高尤为显著。T4P下GP区的尺寸对材料烘烤硬化效应的提高至关重要。     

热处理对6016铝合金组织与性能的影响

对6016铝合金在室温停滞过程的自然时效效应进行了系统的研究,测试了不同热处理制度下6016铝合金的力学性能,利用OM、SEM和TEM表征了其微观组织结构。结果表明,相比于未预时效和60℃预时效,80℃和100℃的预时效温度使1.6 mm厚板材表现出良好的时效稳定性;经预时效后,基体内析出原子团簇(pre-β″);人工时效处理过程中,pre-β″作为形核点,析出大量与基体半共格的β″强化相,同时在晶界处形成PFZ区;随着预时效温度的升高,板材人工时效后的强度不断提高,屈服强度的增量在40～80 MPa; 80℃×4 h的预时效工艺可以使试验板材获得最优的综合性能,在150天内性能稳定,同时具有最大的烘烤强度增量。     

预拉伸处理对2024铝合金组织和性能影响

采用硬度测试、室温力学性能测试、组织观测,研究了自然时效前的预拉伸(预拉伸率1%、1.5%,2%、2.5%、3%)对2024铝合金时效过程和拉伸性能影响。结果表明,预拉伸处理延缓了合金的自然时效过程,但提高了合金的硬度和强度。当预拉伸率为2%时,合金的最高强度和伸长率分别为456 N/mm2,20.6%,这是由于冷变形量不同、回复所引起的软化、GPB区和S″相强化综合作用所导致的。自然时效时,析出物为GPB区、T相(Al20Cu2Mn3)及S″相(Al2CuMg),其中GPB区、S″(Al2CuMg)相为主要强化相,T相(Al20Cu2Mn3)有细化晶粒的作用,比未预拉伸处理合金的析出相数量多,且析出相分布更均匀,使合金厚板的强度提高。     

预拉伸处理对Al-5.3Cu-0.8Mg-0.3Ag合金性能和时效过程影响

研究了时效前的预拉伸对耐热Al-5．3Cu-0．8Mg-0．3Ag合金时效过程和拉伸性能影响。结果表明,预拉伸降低了合金的时效硬化和耐热性能,延缓了时效过程,抑制了{111}。型Ω相的析出,但同时促进{100}。型θ’相的析出。     

自然时效效应及预时效处理对7A20铝合金组织性能的影响

研究了中强度7A20铝合金的自然时效硬化效应及预时效处理对组织和性能的影响。采用光学显微镜和透射电镜表征了其微观组织结构,采用维氏硬度计和万能拉伸试验机测试了其硬度和力学性能。结果表明:固溶态7A20试验铝合金的自然时效硬化效应明显,12天后硬度由56 HV0.5提高到122 HV0.5,提高了117.86%。经120 ℃×10 min预时效处理后,自然时效硬化增量最低,相比于固溶态降低了16 HV0.5,有效抑制自然时效硬化效应;同时,预时效处理提升了烘烤硬化效应,烘烤硬化后屈服强度提升了166 MPa,抗拉强度提高了51 MPa,伸长率降低了7%。烘烤处理前,其晶内的强化主要来自于与基体共格的GP区,烘烤处理后为尺寸小于5 nm、弥散分布的η′强化相。     

预变形对汽车用Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响

采用力学性能测试、DSC及TEM研究了预变形对Al-Mg-Si-Cu合金析出行为的影响.结果表明,在慢速率升温过程中,预时效态合金GP区溶解速率均随预变形量的增加而降低,利用Avrami-Johnson-Mehl方法求得经0,5%和15%预变形后合金的GP区溶解激活能分别为137.1,189.5和141.3 k J/mol;若合金经不同预变形后直接进行185℃,20 min烤漆硬化,预变形可有效促进沉淀相析出,提高烤漆硬化增量,最高达160 MPa,不过预变形量大于10%时合金烤漆硬化增幅减缓;此外,经预变形处理后烤漆态合金的GP区溶解速率在一定温度下均较低,但高于某一温度后,相应的GP区溶解速率均高于未经预变形处理,最终获得的ln[(d Y/d T)f/f(Y)]-1/T曲线甚至会出现高激活能向低激活能转化现象;不过随预变形量增加,β″相析出激活能不断降低,析出速率不断增加.     

预时效对车身用6016铝合金烘烤硬化性能的影响

采用硬度测试、拉伸试验和透射电镜等手段研究了不同预时效处理对6016铝合金烘烤前后微观组织和力学性能的影响。结果表明:6016铝合金具有较强的自然时效硬化能力,自然时效24 h的6016铝硬度比固溶态合金硬度增加了45.6%。自然时效超过24 h以后,合金硬度值变化不大。通过预时效处理可以显著提高6016铝合金的烘烤硬化效果。经550 ℃×30 min固溶+160 ℃×10 min预时效处理后,6016铝合金规定塑性延伸强度为131.4 MPa,伸长率为24.7%。再经175 ℃×30 min烘烤后合金规定塑性延伸强度达到199.5 MPa,烘烤硬化值(BH)为68.1 MPa,此工艺为6016铝合金车身板最佳的热处理工艺。     

预时效对6016汽车板烘烤硬化性及自然时效稳定性的影响

采用拉伸试验和差示扫描量热法(DSC)分析,研究了预时效对6016铝合金烘烤硬化性及抗时效稳定性的影响。结果表明:预时效温度、时间对抑制合金自然时效以及提高其烘烤硬化效果具有重要影响;自然时效对烘烤硬化具有不利影响,自然时效时间越长,合金烘烤前的屈服强度越高,烘烤硬化效果越差。