车用高强铝合金的改性及动态冲击力学性能

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近年来,铝基合金及其复合材料由于具有高强度、低密度、耐磨等优良性能已经被广泛应用于汽车车身结构中。本文考察了汽车用六系(6061)和七系(7075)铝合金以及SiC颗粒增强铝基复合材料的动态力学性能和耐腐蚀性能,以及6061和7075铝合金的磨损性能。采用霍普金森压杆装置考察了6061铝合金、7075铝合金以及SiC颗粒增强6061铝合金(6vol.%SiCp/6061Al)复合材料在不同应变率下的动态力学性能。结果表明:在应变率为250s-1~500s-1条件下,随应变率的增大,6061铝合金流动应力逐渐增加,表明6061铝合金延伸率较高,延伸性较好,有一定的应变率效应;7075铝合金的流动应力、弹性极限和屈服强度也随应变率的增大而增加,同时材料的卸载应变随着应变率的增加而增大,表明7075铝合金有比较显著的加工硬化行为;随着应变率的增大,6vol.%SiCp/6061Al复合材料的流动应力变化不明显,表明6vol.%SiCp/6061Al复合材料的流动应力对该范围内应变率具有不敏感性,由于增强颗粒与基体材料的性能不同,复合材料在冲击压缩时发生“动态应变时效”现象,6vol.%SiCp/6061Al复合材料较6061铝合金的动力学性能增强。采用MPX-3G型销盘摩擦磨损试验机分别考察了6061和7075铝合金在不同载荷下的摩擦磨损性能,利用扫描电镜和三维形貌仪对材料的磨损表面进行观察与分析。结果表明:6061和7075铝合金材料的磨损质量损失都随磨损时间的增加而增加,其中7075铝合金材料的摩擦系数以及磨损质量损失都比6061铝合金要小,表明7075铝合金耐磨性更好。通过模拟海水腐蚀实验观察6061和7075铝合金以及6vol.%SiCp/6061Al复合材料的表面腐蚀行为,结果表明:加入SiC颗粒增强后的6061铝合金复合材料的耐腐蚀性显著增强,6vol.%SiCp/6061Al复合材料的耐腐蚀性能较好。上述研究成果有望为铝合金材料在汽车结构轻量化的实际应用中提供了实验依据。图[42]表[6]参考文献[99]
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