6016铝合金汽车板的气垫炉式固溶工艺

为了研究铝合金汽车板气垫炉生产线的固溶工艺,利用模拟气垫炉制备的高速热风循环式固溶炉和时效炉,研究了固溶时间和冷却方式对6016铝合金汽车板固溶组织的影响及变化规律,及其对模拟烤漆前后的力学性能及成形性能、烤漆硬化性的影响规律.结果表明:水淬和风淬两种方式下,固溶时间对合金基体中析出相及再结晶过程的变化规律相似;随固溶时间增加,可溶析出相Mg2Si、Al19CuMg41Si33、Al0.56Mg044等逐渐溶解,5 min时完全溶解,Al2Fe3Si3等为不可溶合金相则基本没有变化;固溶时6016的再结晶速度非常快,1.4 min时其再结晶过程已进行完毕,随固溶时间增加,再结晶晶粒尺寸和形态变化较小;实验板材的强度、维氏硬度及成形性指标A、IE、n、r15在固溶时间为5～15 min时保持稳定,水淬的力学性能和烤漆硬化效果略微高于风淬,而成形性指标A、IE、n、r15则差别不大,风淬的A值在模拟烤漆前略优于水淬,风淬板形明显优于水淬,ABS板可用风淬代替水淬.     

分级淬火对6016铝合金自然时效及烤漆硬化的影响

通过硬度测试、拉伸试验、杯凸试验,结合SEM、EDS等分析方法,研究了固溶淬火温度、时间对6016铝合金自然时效的抑制作用和烤漆过程中硬化效应的影响。结果表明:分级淬火工艺一定程度上可以抑制自然时效对板材力学性能的不利影响,还能促进板材的快速时效强化,当淬火介质温度为100℃且保温时间为50~60 min时,对板材自然时效的抑制作用强,烤漆前具有良好的成形性能(IE值为8.2 mm),烤漆硬化效应最高(PBR值为38 HV0.3),烤漆后力学性能较佳,强化相为尺寸较大且以Al Fe Si为主要组成的金属间化合物,还有主要由Mg和Si元素组成的纳米级第二相析出粒子。     

6000系铝合金汽车板预时效及组织性能

通过硬度、拉伸和成形性实验及透射电镜、扫描电镜、能谱和金相分析,研究了Mg、Si和Mn含量的变化对6000系汽车板铝合金的显微组织、力学性能及成形性的影响,并探讨适宜的预时效处理工艺.研究结果表明:提高合金中的Mn含量,可增加合金中不可溶结晶相及弥散相粒子的数量,前者对合金的延伸率不利,后者阻碍了合金固溶处理过程中的再结晶.对于Si过剩的合金,提高合金中Mg和Si的质量比和Mn含量会使其强度升高,延伸率、应变硬化指数、塑性应变比和埃利克森值被降低.合金板材固溶处理水淬后立即预时效,较为适宜的预时效(固溶处理后立即在170℃下进行5～10 min的短时预时效)不仅能降低其自然时效的硬度,而且能提高人工时效的硬化效果,有利于车身构件的冲压成形和烤漆硬化能力的提高.     

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。     

固溶和预时效工艺对6016铝合金汽车用板材力学性能的影响

对汽车覆盖件用6016铝合金冷轧板进行了不同固溶和预时效处理,采用金相显微镜、扫描电子显微镜观察了试样的微观组织,并对板材进行了力学性能测试。结果表明:在560℃的固溶温度下,保温时间从1 min增加到2min,板材的再结晶晶粒尺寸增大,T4P态和模拟烤漆硬化态板材的屈服强度、抗拉强度和伸长率都略微下降;固溶工艺为560℃1 min时,预时效温度从60℃增加至100℃,T4P态板材的屈服强度、抗拉强度先降低后增加,模拟烤漆硬化态板材的屈服强度、抗拉强度单调增加。6016铝合金冷轧板适宜的固溶和预时效工艺制度为:560℃1 min固溶处理+80℃6 h预时效处理。     

淬火速率对汽车用AA6016铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验机、导电率测量仪等手段,分析了不同淬火速率对AA6016l铝合金组织和性能的影响。研究表明:AA6016铝合金经过560℃×5 min的重新固溶处理后,组织中晶界清晰可见,未有晶界过烧、晶粒异常长大现象出现。水冷淬火的AA6016铝合金试样晶界无粗大析出相,空气淬火试样组织中晶界有粗大第二相析出。25℃水淬的AA6016铝合金试样具有更高的硬度和屈服强度。90℃水淬AA6016铝合金试样的硬度和屈服强度与25℃水淬试样相近,但具有更高的伸长率。空气冷淬火试样硬度和屈服强度较低,但具有更高的导电率。     

汽车用6082铝合金热处理工艺研究

针对挤压态6082铝合金性能无法达到企业汽车零件加工标准要求的问题,通过OM、SEM、XRD、硬度测试等手段与方法,研究了热处理过程中固溶和时效处理对6082铝合金组织和性能的影响。研究表明:铸态6082铝合金组织主要由Al基、Mg2Si强化相以及α-(Al Mn Fe Si)夹杂相组成,Mg2Si强化相、α-(Al Mn Fe Si)夹杂相大量聚集在晶界处,挤压处理后组织中的金属间化合物发生破碎,沿着挤压方向排列。6082铝合金适宜热处理工艺为:530℃×4 h固溶、水淬+170℃×10 h时效,此工艺下,6082铝合金组织中强化相颗粒弥散析出、均匀细小,硬度值达到104 HBS,达到企业使用标准要求。     

固溶处理对6082锻造铝合金控制臂组织与性能的影响

研究了固溶温度、固溶时间以及固溶后空气中滞留时间对6082锻造铝合金控制臂显微组织和力学性能的影响。结果表明,固溶及时效处理后合金组织除固溶基体外,主要存在针状或球状的Mg2Si和棒状的Al Fe Mn Si两种析出相;随固溶温度升高和时间延长,时效后合金中析出相数量增加,合金硬度和强度上升,塑性下降;随着滞留时间延长,合金中析出相的数量减少,合金的硬度和强度下降,塑性升高。     

淬火对汽车车身用6022铝合金烤漆硬化效应的影响

以6022铝合金冷轧板为研究对象,通过显微组织观察、硬度测试等方法研究了双级淬火工艺对6022铝合金组织及烤漆前后硬度的影响。结果表明:6022铝合金试样经过560℃×25 min固溶处理后,进行油淬+室温水淬双级淬火,油淬温度越高,6022铝合金硬度越高,对抑制自然停放效应不利影响的作用越明显。6022铝合金最佳的双级淬火工艺为110℃×50 min油淬+室温水淬。此淬火工艺下的试样烤漆前硬度为71 HV,利于冲压成形,烤漆后,硬度值达到108 HV,烤漆硬化效应值为37 HV,烤漆硬化效应明显。     

Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu超高强铝合金厚板固溶过程的组织演变

采用金相显微分析、扫描电镜和能谱分析等手段,研究了80 mm厚超高强Al-6.4Zn-2.3Mg-2.1Cu铝合金热轧板经第一级470℃以及第二级480℃固溶处理前后的相和组织的演变。结果表明,该合金热轧板中主要存在粗大块状的Al2Cu Mg相、长棒状Al7Cu2Fe相及含Zn Mg Cu的细小析出相等,经470℃固溶处理5 min后,Zn Mg Cu析出相基本溶入基体,90 min后完全溶入基体。经470℃1.5 h+480℃5 h双级固溶处理后存在极少量未溶Al2Cu Mg相,板材组织仍为部分再结晶组织,晶粒总体轮廓与热轧态的相似;随第一级470℃及第二级480℃固溶时间的延长,该合金厚板晶粒形态变化较小,沿轧制方向伸长且部分晶粒中存在细小亚晶组织,亚晶尺寸随固溶时间延长而缓慢长大。     

6063铝合金挤压材采用风淬的时效性能与组织研究

试验研究了某厂在6063铝合金挤压材实际生产生产中采用在线风淬来固溶处理后进行人工时效的效果,并与离线固溶加热、水淬处理的样品对比。研究了在线风淬后6063铝合金的时效性能和微观组织,发现在6063铝合金挤压材风淬过程中,基体中易析出较大的析出相,并且由于基体中溶质元素的过饱和度下降导致人工时效强化相析出情况不好,时效强化效果不佳。结果表明,在该厂目前的生产条件下,6063铝合金挤压材在线风淬后人工时效的效果不够理想,需进一步改造风淬设备。     

冷变形对Al-Mg-Si-Zr耐热铝合金性能及静态再结晶的影响

对Al-Mg-Si-Zr耐热铝合金进行冷变形和退火处理,并试验分析其组织和性能。结果表明,冷变形促进了合金的静态再结晶行为以及第二相Al3Zr和Mg2Si的弥散析出,并细化了再结晶晶粒和组织。工业热处理生产Al-Mg-Si-Zr耐热铝合金管母线时,在固溶处理前可采用大程度的冷变形(≥50%)来提高耐热性,在时效处理前可采用小程度的冷变形(≤20%),来缩短时效处理时间。     

固溶-时效对6061铝合金挤压棒材组织和性能的影响

采用硬度、拉伸力学性能测试和电子显微分析技术,研究了固溶-时效处理对6061铝合金挤压棒材组织与性能的影响。结果表明,6061铝合金挤压态组织除固溶体基体外,还包括亚微米级的Mg2Si平衡相、含Cr相和α-AlFe(Cr)Si夹杂相;固溶过程中,亚微米级的Mg2Si平衡相溶解而含Cr相及α-AlFe(Cr)Si夹杂相仍然保留下来;时效过程中,铝合金表现出明显的时效硬化效应,GP区的形成是合金强化的主要原因。6061铝合金棒材合适的固溶-时效制度为535℃50 min固溶、水淬后180℃6 h时效,在此条件下,合金棒材的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为339N/mm2、309 N/mm2和14.3%。     

均匀化前预处理对7150铝合金中Al_3Zr相析出及再结晶的影响

用透射电子显微镜(TEM)及电子背散射(EBSD)技术,研究了均匀化前进行250℃~400℃预处理对7150铝合金中Al3Zr相析出行为及变形后固溶处理过程再结晶抗力的影响。结果表明,7150铝合金是否进行均匀化前预处理,其经470℃24 h的均匀化后其合金中Al3Zr析出相与Al基体均为共格关系。随均匀化前预处理温度降低,Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;在250℃预处理,随预处理时间延长,最终Al3Zr析出相的尺寸变小、密度提高;当预处理温度超过300℃时,随预处理时间延长,Al3Zr析出相的尺寸变大、密度降低,但预处理时间超过24 h后其影响不明显。7150铝合金铸锭经470℃均匀化前预处理能显著提高其变形后再结晶抗力,经470℃2h固溶处理后,其组织为未再结晶的回复组织;而直接经470℃均匀化处理后的变形样品经470℃2h固溶处理后,其组织为部分再结晶组织。     

Mg含量对不同热处理的6000系合金成形性及烤漆硬化性的影响

通过硬度、力学性能及成形性试验,研究了Mg含量对不同热处理的6000系铝合金成形性及烤漆硬化性能的影响.结果表明:T4态合金无论是否模拟酸碱洗加热,进行170℃人工时效后,其时效初期的硬度均呈下降趋势,而元素Mg含量的变化影响不大.固溶淬火态和T4P(5min)态合金在模拟烤漆过程中均未出现软化现象.合金的热处理方式对烤漆硬化性的提高比元素Mg的作用更有效.Mg元素的作用主要改变合金的固溶淬火、T4和T4P态的硬度.随Mg含量增加,固溶淬火态硬度单调升高,而T4和T4P态硬度在Mg含量达到1.7%时降低.Mg对T4和T4P(5min)态合金的力学性能和成形性的影响规律是:增加Mg含量,有利于提高合金的强度,但不利于合金的冲压成形.     

含Er和Zr元素的Al-Mg-Si合金板材时效析出与强化行为

通过研究热处理工艺对Al-Mg-Si-Zr-Er合金组织与性能的影响,确定了合金板材的峰时效热处理工艺,探讨了合金的析出与强化行为。研究结果表明:540℃固溶1 h后,合金板材的析出相得到充分溶解,再结晶组织也未发生明显粗化;时效时,合金的析出相主要为Mg2Si、Al Cu Mg Si(Q相)和Cu Al2等;Er和Zr元素的加入促进了β″相析出,并使β″相变得更为细小弥散,从而缩短了时效时间,提高时效强化效果;合金的峰时效工艺为540℃固溶1 h,180℃时效5 h;合金的时效强化是位错切过机制和绕过机制的综合作用;合金的较高强度源于合金凝固组织细化、Al3(Er,Zr)粒子的弥散强化以及Er和Zr元素的加入促进β″相析出细化等共同作用的结果。     

热处理工艺对多元Al-Si合金力学性能的影响

研究热处理工艺对多元Ai-Si合金综合力学性能的影响,将铸态、时效和铸态水淬+时效处理后的多元Ai-Si合金试样分别在3 000 kN试验机上进行拉伸试验,采用光学显微镜和扫描电镜等对合金的金相组织进行分析,并做了力学性能检测。结果表明:经过铸态水淬+时效处理的多元Ai-Si合金的综合力学性能最好,时效次之,铸态最差;铸态水淬是一个短暂的固溶处理,Al2Cu相、Mg2Si相和θ′相等在短暂固溶处理时溶入α固溶体中,时效过程中弥散析出,使合金力学性能大幅提升。     

热处理对激光选区熔化AlSi7Mg合金微观组织和拉伸性能的影响

采用退火和固溶时效两种热处理方法对激光选区熔化(SLM)技术成形Al Si7Mg合金沉积态试样进行热处理试验,对热处理试样微观组织、拉伸性能和断口形貌进行分析。结果表明:沉积态试样微观组织主要由网状Si相和α-Al基体组成。经350℃/3 h/空冷(AC)退火后,在Al基体中形成尺寸约0.5μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度由沉积态的435.78 MPa和299.23 MPa分别下降到210.35 MPa和152.01 MPa,伸长率由14.36%增加到30.83%。经535℃/3 h/水淬(WQ)+150℃/6 h/AC固溶/时效处理后,在Al基体中形成尺寸约2～3μm的颗粒状Si析出相,横向试样抗拉强度和屈服强度分别下降到349.27 MPa和309.67 MPa,伸长率增加到17.12%。本试验条件下,采用535℃/3 h/WQ+150℃/6 h/AC固溶时效热处理方法可获得较好的抗拉强度和伸长率匹配度。     

固溶处理对Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金组织与性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-0.9Mg-0.6Si-0.7Cu合金,通过电导率测试、显微组织观察、力学性能测试、XRD物相分析以及α(Al)基体点阵常数的计算等方法研究了固溶温度(525~570℃)对该合金微观组织、力学性能和断口形貌的影响。结果表明,实验合金最佳的固溶时效工艺为555℃×45 min固溶水淬,185℃×5.5 h时效;在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为396 MPa、377 MPa、19.5%和38.9%IACS。XRD物相分析表明,合金主要由α-Al基体和Mg2Si等合显微组成;通过基体点阵常数的精确计算,能较好地表征合金的固溶程度。固溶处理后残留的析出相粒子和再结晶程度是影响合金拉伸断口形貌的主要因素。     

关于Al—Mg—Si合金韧性的改进

经高温时效硬化的铝合金,沿其晶界形成无析出区(AFS)。无析出区的宽度主要取决于:固溶处理后的冷却速度;合金化元素;晶界类型。在Al—Mg—Si合金中,晶间断裂表面的比率随冷却速度的下降而明显提高,因此,无析出区增宽1)2)。伸长率和缺口韧性下降。总的来说,材料变得更脆了。生产含0.5%Si的Al—Mg—Si合金通常不水淬,因为,冷却速度低时,强度下降很少3)。这些材料还有脆裂的危险。本研究工作是为了进一步掌握这些合金的机械性能,以便确定