汽車輕量化對實現(xiàn)節(jié)能、減排的低碳生活具有愈來愈重要的作用,其中汽車鋁化是汽車輕量化的重要途徑,提升6000系車身用鋁合金的成型性能和時效硬化性能對解決異形件的成型問題和強度的提高具有重要的意義。本文以6016鋁合金為例,通過熱軋實驗和熱模擬實驗以及冷軋實驗,采用EBSD取向成像技術(shù)和XRD技術(shù),研究熱變形和冷變形時組織和織構(gòu)的變化規(guī)律及其演變機理。通過固溶和時效實驗,采用TEM和SEM以及XRD技術(shù),借助顯微硬度機和萬能拉伸實驗機,研究固溶過程微觀組織和織構(gòu)的變化、時效析出行為、烤漆硬化性和成型性能,為控制組織和改善工藝以提高其性能提供理論基礎。6016鋁合金熱軋得到致密的第二相成鏈狀分布的組織;熱變形時產(chǎn)生大量小角度界面,隨后轉(zhuǎn)變?yōu)榇蠼嵌冉缑?并且發(fā)生再結(jié)晶;變形后保溫促進再結(jié)晶和晶粒長大,最終形成具有條狀變形晶粒和聚集的細小再結(jié)晶晶粒的雙態(tài)顯微組織。熱壓縮時形成Brass為主的軋制織構(gòu),繼續(xù)變形,Copper、隨機織構(gòu)向Brass、S型織構(gòu)轉(zhuǎn)變。保溫時,具有S和Brass織構(gòu)的晶粒內(nèi)形成Goss或其它取向的再結(jié)晶晶粒,使S和Brass織構(gòu)強度降低。對6016鋁合金冷軋過程實驗研究表明,冷軋時形成原始晶粒被拉長、二相粒子呈鏈狀排列并且不斷被壓碎的組織,同時形成大量小角度界面,且低應變量時該界面具有一定的方向性(與RD呈40°左右的夾角)。變形晶粒首先通過整體變形和協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)動形成變形織構(gòu),隨后在靠近晶界區(qū)域相對晶粒整體取向容易發(fā)生向β取向線的偏轉(zhuǎn),最后在晶粒內(nèi)的局部區(qū)域也發(fā)生該偏轉(zhuǎn),使基體在宏觀上形成以S織構(gòu)為主的不斷增多的變形織構(gòu)。對冷軋板材固溶處理和時效處理研究表明,固溶過程中再結(jié)晶和固溶同時進行,但再結(jié)晶速度較固溶速度快,540℃固溶90s即形成大小均勻的等軸晶;Mg2Si相在300s時完全融固溶,但保留過剩的硅相和難融的雜質(zhì)相。固溶時變形織構(gòu)不斷轉(zhuǎn)變?yōu)殡S機織構(gòu)導致S和Copper織構(gòu)快速減少,同時Cube和R織構(gòu)逐漸增多。6016鋁合金在180℃時效4h可獲最大硬度,T4P態(tài)較T4態(tài)和S態(tài)的烤漆硬化性好,其中T4P5態(tài)烤漆15min就能達到較高的硬度,并且T4P5態(tài)具有最大的r值和Δr,這與第二相的析出狀態(tài)和分布有關(guān)。因此,固溶后立即進行170℃×5min,既能獲得較好的烤漆硬化性能,又能提高板材的成形性能。
【學位單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：TG146.21;TG339;TG166.3
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究的目的和意義
    1.2 鋁合金板材的加工工藝
        1.2.1 汽車板材生產(chǎn)工藝路線
        1.2.2 熱軋工藝
        1.2.3 冷軋工藝
        1.2.4 固溶處理與淬火及預時效處理
    1.3 軋制變形過程微觀組織變化
    1.4 軋制變形過程織構(gòu)變化
        1.4.1 鋁合金的織構(gòu)分類
        1.4.2 鋁合金軋制過程織構(gòu)的變化
        1.4.3 織構(gòu)的測量與分析
        1.4.4 織構(gòu)對材料性能的影響
    1.5 車身用鋁合金的組織和織構(gòu)研究現(xiàn)狀
    1.6 本文研究內(nèi)容
第二章 實驗材料、設備以及實驗方法
    2.1 鋁合金材料制備
    2.2 熱軋及模擬實驗
        2.2.1 熱軋實驗
        2.2.2 熱模擬實驗
    2.3 冷軋實驗
    2.4 固溶和時效實驗
        2.4.1 固溶處理
        2.4.2 時效處理
    2.5 合金顯微組織的研究
        2.5.1 掃描電鏡二次電子的微觀組織觀察
        2.5.2 透射電子顯微鏡觀察微觀組織
    2.6 合金織構(gòu)的研究
        2.6.1 掃描電鏡EBSD的取向成像和微觀織構(gòu)分析
        2.6.2 X射線衍射（XRD）的宏觀織構(gòu)測試
    2.7 性能測試
        2.7.1 拉伸實驗
        2.7.2 顯微硬度測試
第三章 熱軋板材微觀組織和織構(gòu)研究
    3.1 前言
    3.2 熱軋板材組織與織構(gòu)分析
        3.2.1 微觀組織分析
        3.2.2 熱軋織構(gòu)分析
    3.3 熱模擬試樣微觀組織分析
        3.3.1 取向成像分析
        3.3.2 界面取向差分析
    3.4 熱模擬試樣織構(gòu)分析
        3.4.1 絲織構(gòu)
        3.4.2 板織構(gòu)
    3.5 本章小結(jié)
第四章 6016鋁合金冷軋顯微組織和織構(gòu)的研究
    4.1 前言
    4.2 多道次冷軋板材的微觀組織
        4.2.1 SEM二次電子像下的微觀組織
        4.2.2 EBSD取向成像的微觀組織
    4.3 多道次冷軋板材的宏觀織構(gòu)演變
        4.3.1 絲織構(gòu)
        4.3.2 板織構(gòu)
    4.4 多道次冷軋試樣的微觀織構(gòu)
    4.5 討論
        4.5.1 微觀組織演變
        4.5.2 軋制變形的織構(gòu)變化
    4.6 本章小結(jié)
第五章 6016鋁合金固溶和時效工藝研究
    5.1 前言
    5.2 固溶處理結(jié)果分析
        5.2.1 固溶時間力學性能的變化
        5.2.2 SEM微觀組織
        5.2.3 TEM微觀組織分析
        5.2.4 固溶過程織構(gòu)的演變
    5.3 時效處理結(jié)果分析
        5.3.1 溫度和時間對6016鋁合金時效行為的影響
        5.3.2 固溶+人工時效分析
        5.3.3 固溶+自然時效+人工時效
        5.3.4 時效組織分析
    5.4 經(jīng)預時效處理的烤漆硬化性能
    5.5 不同狀態(tài)的成型性能分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
在學期間發(fā)表的論著及取得的科研成果

【參考文獻】

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本文編號：2879596