稀土及時效工藝對Al-Mg-Si汽車板材組織和性能的影響.pdf

1、本文以Al-Mg-Si汽車板材為研究對象，以電解低鈦鋁合金為母材，制備了不同成分的四種汽車板材，通過金相顯微鏡、透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射、顯微硬度測量、拉伸實驗、極化曲線測量等方法，研究了稀土含量以及熱處理工藝對Al-Mg-Si板材微觀組織、力學性能及耐腐蝕性能的影響。 研究發(fā)現(xiàn)：合金中隨著稀土含量的增加，組織中的β"相的密度明顯增加、尺寸減小、分布較均勻，晶界出現(xiàn)了較細密的、連續(xù)分布析出相

2、。當稀土含量為0．2﹪時，合金時效后出現(xiàn)了調(diào)幅組織。因此稀土有利于Al-Mg-Si基合金強化相的形成。加入稀土所形成的高密度的β"相粒子和晶界析出相，使板材在模擬烘烤后的強度和延伸率均高于不含稀土的1＃板材，稀土的加入提高了板材力學性能。在T4、T4P狀態(tài)下含稀土板材的強度有所降低，塑性有所增加，說明加入適量的稀土還有利于提高合金的成形性能。 加入稀土增加了合金微觀組織的均勻性，凈化了合金，一方面使合金的自腐蝕電位明顯向負值變化

3、，I<,corr>較小且△E較大，提高了合金的點蝕抗力。另一方面，由于晶界析出相抑制了合金的再結(jié)晶過程，提高了合金的再結(jié)晶抗力，使得含有稀土的合金存在有拉長的晶粒，降低了合金的抗剝落腐蝕能力。 自然時效時使得合金中出現(xiàn)了大的原子團簇，這些原子團在隨后的人工時效過程中不再溶解，形成較粗大的相，不利于模擬烘烤過程中合金性能的提高。預時效(140℃×10min)使得組織中形成了大量β"相形核中心，在隨后進行180℃人工時效時促進β"相

4、的大量析出。一方面對板材模擬烘烤前的力學性能影響很小，板材具有與T4工藝處理相近的屈服強度、抗拉強度和伸長率，不犧牲板材的成形性。另一方面可有效減輕自然時效的有害作用，使得板材模擬烘烤后的抗拉強非常接近于T6狀態(tài)，伸長率與T6態(tài)基本相同。因此預時效+自然時效+油漆烘烤的熱處理工藝綜合了T4和T6工藝二者的優(yōu)點，板材具有較高的服役效能。 通過對合金成分和熱處理工藝的優(yōu)化，添加稀土并進行預時效的板材的強度和成形性能均達到或超過部分6