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。     

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。     

预时效处理对 Al-Zn-Mg-Cu 合金硬化响应及微观组织的影响

研究了预时效处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金薄板力学性能和微观组织的影响,测试了显微硬度和力学性能,表征了TEM微观精细组织。结果表明:固溶处理后在180 ℃立即进行人工时效处理,可获得Al-Zn-Mg-Cu合金的显著时效硬化效果,且在8 h后达到峰值硬度195 HV0.5,与基体呈共格关系的η′相为主要强化相;120 ℃×10 min为最佳的预时效处理制度,经14天的室温停滞后,相比于固溶+自然时效态,硬度降低了13 HV0.5,降幅达到10.7%,具有明显的抑制自然时效作用;预时效+自然时效态试样,经烘烤硬化处理后,屈服强度和抗拉强度分别达到了465和545 MPa,强度增量分别达到170和95 MPa,同时伸长率达到12.5%。     

预时效处理对AlZnMgCu铝合金自然时效和烘烤硬化行为的影响

研究了一种AlZnMgCu铝合金的自然时效行为，利用预时效处理降低自然时效过程的硬化效果，提升人工时效过程的硬化效应。利用金相显微镜和透射电镜表征了微观组织结构，测试了显微硬度和拉伸性能。结果表明，预时效处理提高了AlZnMgCu铝合金的初始硬度，但经历12天的自然时效后，最终硬度反而小于固溶后直接自然时效的硬度，降低了24%(120℃预时效);预时效处理后的试样，经自然时效和180℃×20 min的人工时效处理后，屈服强度和抗拉强度分别增大了165 MPa和48 MPa,提高了55.9%和11.2%。固溶+自然时效处理后，基体内GP区尺寸大小不一，分布不均，而经预时效处理后，GP区尺寸和分布均匀，与α-Al基体呈共格关系；预时效+自然时效+人工时效后，η′相粒子尺寸均匀且弥散分布，与α-Al基体呈半共格关系，起到了明显的时效硬化作用。     

时效处理对7A55铝合金微观组织和性能的影响

系统研究了时效处理对7A55铝合金微观组织演变和性能的影响。测试了其显微硬度、力学性能和电化学腐蚀性能,表征了透射组织和腐蚀形貌。试验结果表明:固溶处理后的7A55试验铝合金,具有高的硬化响应速率。经160 ℃×12 h时效处理后,显微硬度达到峰值,由固溶处理后的56 HV0.5提高到87 HV0.5,提高了55.36%,且前期的硬度升高速率极快。预时效(PA)处理抑制了试验7A55铝合金的自然时效(NA)效应,提升了烘烤硬化(BH)响应。经BH处理后,PA+NA态的屈服强度明显提升,达到475 MPa,硬化增量达到190 MPa,提高了66.67%,伸长率降低为12.5%。PA+NA+BH状态下,析出相粒子尺寸更为细小,粒子直径在10~15 nm范围,且分布均匀。PA+NA+BH态的合金腐蚀电位最高,为－1.032 V(vs SCE),腐蚀坑数量最少,平均腐蚀深度约为33 μm,最不易被腐蚀。     

热处理制度对喷射成形7A50铝合金组织性能的影响

研究了热处理制度对喷射成形7A50铝合金微观组织和力学性能的影响,测试了显微硬度和力学性能,运用OM、SEM(EDS)和TEM(SAED)观察了微观组织。结果表明:喷射成形后的7A50铝合金,消除了枝状晶粒,晶粒尺寸细化到60~120 μm范围;预时效(PA)处理提升了7A50铝合金试样的初始硬度,但却明显降低了自然时效(NA)过程的硬化速率,12 d自然时效处理后,相比于SS+NA态,最终硬度反而降低了19 HV0.5;SS+PA+NA+BH态的试验铝合金,屈服强度和抗拉强度最高,分别达到了475 MPa和525 MPa,屈服强度的BH值达到165 MPa,伸长率降低了10%;不同热处理状态下的试样断口均具有韧性断裂的特征,断口处存在大量的韧窝。SS+PA+NA处理后,基体内的第二相尺寸细小,分布弥散,尺寸在5~15 nm范围。     

Zn含量及时效工艺对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织及硬度的影响

研究了时效处理工艺和Zn元素的添加对Al-Mg-Si-Cu合金微观组织及硬度的影响,运用Jmat-Pro热力学软件计算了不同成分体系实验铝合金的相变规律,采用光学显微镜(OM)、透射电镜(TEM)和维氏硬度仪等研究了不同热处理状态下合金的微观组织和显微硬度。结果表明:Zn元素的添加对热力学平衡状态下的相演变行为没有明显的影响;固溶处理后,3种实验铝合金的显微硬度均随自然时效时间的延长而增大,且初期的硬化速率高,随后逐渐减慢直至稳态,Zn元素的添加提高了自然硬化效应;相比于固溶处理,预时效处理后的No.1～3铝合金自然时效后硬度值分别降低了5 HV、9 HV和8 HV,Zn元素的添加影响了Mg、Si原子的团簇行为,有效地消减了自然时效硬化效应;人工时效处理后,No.1～3铝合金的硬度值分别增加了13 HV、27 HV和33 HV,Zn元素的添加促进了人工时效过程β″相的强化析出,提升了人工时效硬化能力。     

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。     

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。     

时效时间对7150铝合金组织和性能的影响

通过维氏硬度测试、电导率测试和拉伸、晶间腐蚀等测试方法,研究了预时效、回归及再时效三个阶段中的时效时间对7150铝合金组织和性能的影响,借助透射电镜观察时效处理各阶段合金的微观组织演变。结果表明:120℃×20 h欠时效作为预时效工艺,比120℃×24 h峰时效的晶内析出相更细小,高温回归时更利于回溶。在190℃短时回归5、15和30 min中,15 min回溶效果最好,硬度最低,再经120℃×24 h再时效后合金抗拉强度Rm、屈服强度RP0.2、伸长率A分别为622 MPa、573 MPa、10.8%,显微硬度为204 HV,力学性能与120℃×24 h单级峰时效时相近。经120℃×20 h+190℃×15 min+120℃×24 h处理后7150铝合金综合性能好,耐晶间腐蚀性能佳。     

双级固溶处理对7075高强铝合金组织和性能的影响

采用光学显微镜、电子万能试验机、维氏硬度计等对比研究了单级固溶处理与双级固溶处理对7075铝合金显微组织和力学性能的影响。结果表明:相对单级固溶处理,双级固溶处理7075铝合金中第二相粒子可以更为充分的溶入基体,固溶度更高。7075铝合金经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h双级固溶处理后,组织中第二相粒子体积分数为0.303%,晶粒均匀细小,固溶效果理想。经460 ℃×1 h+480 ℃×0.5 h+120 ℃×24 h固溶时效处理后,7075铝合金硬度、抗拉强度和伸长率分别达到199 HV5、637 MPa和14.1%,综合性能最佳。     

RRA过程中预时效时间对7A85铝合金组织性能的影响

系统研究了RRA处理过程预时效时间对7A85铝合金微观组织演变和性能的影响。利用Jmat-Pro软件计算了相变规律和TTT图,测试了硬度和拉伸性能指标,利用TEM表征了微观组织。结果表明,热力学平衡状态下,410 ℃开始析出MgZn₂相,体积分数达到9.5%左右;等温过程最先析出GP区,析出温度为室温~175 ℃,鼻尖温度在150 ℃左右;随着预时效时间的延长,硬度先升高后降低,20 h时达到峰值硬度192 HV;RRA处理过程,预时效时间为12 h时,屈服强度和抗拉强度达到峰值,分别为625 MPa和675 MPa;120 ℃保温20 h峰值时效状态下,η′-MgZn析出相尺寸在5~10 nm;预时效时间为12 h时,RRA处理后晶界处的Al-Zn-Mg-Cu四元相粒子呈不连续分布,尺寸在50~125 nm范围。     

10%冷变形对7A85铝合金时效微观组织性能的影响

采用半连续铸造工艺制备了7A85铝合金铸锭、挤压工艺制备截面尺寸为50mm×300mm的挤压带板,并对挤压带板进行固溶处理、10%冷压缩处理以及120℃人工时效处理。通过TEM观察、力学性能测试等手段,研究了10%冷变形对7A85铝合金时效微观组织演变规律的影响。结果表明,固溶处理后,10%冷变形处理使合金中产生大量位错,从而提高了合金强度;时效初期,10%冷变形处理的7A85合金中析出相数量较未冷变形处理7A85合金明显增多,起到一定预时效作用;时效末期,10%冷变形处理的7A85铝合金析出相与位错数量均高于未冷变形处理的7A85铝合金,使得合金抗拉强度与屈服强度提升,而伸长率降低。     

焊后热处理对6063铝合金激光填丝焊接头组织与性能的影响

采用激光填丝焊对6063铝合金进行焊接,并对焊接接头进行人工时效和固溶+人工时效的热处理。通过光学显微镜、扫描电镜观察及拉伸试验,对焊后经不同热处理的焊接接头组织和性能进行研究。结果表明:未热处理的焊接接头抗拉强度为196 MPa,焊缝内部为铸态组织,弥散分布着Mg₂Si强化相,熔合线附近存在向焊缝内部生长的粗大柱状晶,焊缝内部为细小的树枝晶,焊缝中心为等轴晶;经时效处理后,焊接接头组织不均匀性和强化相的分布得到改善,焊接接头抗拉强度提高27 MPa;经固溶+时效处理的焊接接头抗拉强度提高64 MPa,焊缝组织、熔合区及热影响区组织得到显著细化。焊接接头均为韧脆混合断裂;时效处理的断口韧窝大小差异较大,韧窝较深;固溶+时效处理后的断口韧窝大小均匀,韧窝尺寸较大较深,韧窝数量更多。     

6111铝合金的时效硬化研究

对6111铝合金的铸锭进行均匀化、热轧、退火、冷轧及固溶处理后,研究了其合金自然时效时及人工时效过程中硬度随时间的变化规律.研究表明,该合金具有一定的自然时效倾向,人工时效具有明显的回归现象.在人工时效前的预处理能明显增加人工时效时的硬化速度,提高烤漆硬化能力.