【摘 要】
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现代汽车不断追求轻量化和安全性,尤其是汽车的安全性,是围绕人们身边的永恒话题。传统钢材制造的汽车安全部件,单位质量吸收的能量效果较差,已不满足汽车安全部件的要求。而7000系铝合金拥有低密度、较高的比强度、比刚度等优点,在汽车安全部件上具有重大的应用背景。本文采用了金相、SEM、EBSD、TEM、硬度和拉伸性能等测试方法系统的研究了固溶和时效工艺对7003铝合金挤压型材微观组织和力学性能的影响,通
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现代汽车不断追求轻量化和安全性,尤其是汽车的安全性,是围绕人们身边的永恒话题。传统钢材制造的汽车安全部件,单位质量吸收的能量效果较差,已不满足汽车安全部件的要求。而7000系铝合金拥有低密度、较高的比强度、比刚度等优点,在汽车安全部件上具有重大的应用背景。本文采用了金相、SEM、EBSD、TEM、硬度和拉伸性能等测试方法系统的研究了固溶和时效工艺对7003铝合金挤压型材微观组织和力学性能的影响,通过轴向压溃试验给出了型材力学性能与压溃性能的关系,并分析了铝合金微观组织对薄壁梁开裂行为的影响。本文的主要研究内容及结论如下:研究不同固溶处理工艺对铝合金挤压材微观组织、力学性能及压溃性能的影响,结果表明:在线固溶态的铝合金型材以纤维晶组织为主,再结晶分数仅为6.9%,其压溃吸能为33.3k J。铝合金型材在低温(450℃、470℃)离线固溶时,随固溶时间的延长,再结晶分数逐渐增加,合金的强度逐渐下降,压溃吸能逐渐降低;在高温490℃离线固溶时,随固溶时间的延长,再结晶分数显著提高,Zn和Mg的第二相开始溶解,合金的性能逐渐升高,但塑韧性和压溃吸能有所降低。研究在线固溶态7003铝合金挤压件经T6、T79、T74、T73时效过程中的析出行为,研究表明:铝合金型材经T6时效处理后,合金的强化相主要为η′相,尺寸细小且弥散分布,其强度达到峰值。经双级时效处理后,随时效时间的延长,析出相逐渐长大,部分η′相转变为η相,且数量逐渐增多,分布密度减小,合金的强度有所降低,塑韧性提高。经T6时效处理后,铝合金型材的压溃吸能为27.2k J,经T73时效处理后,铝合金型材的压溃吸能为33.3k J,相比于T6态提高了22.4%。分析了铝合金型材微观组织对轴向变形过程中开裂行为的影响:再结晶程度较高的铝合金型材容易发生开裂,在压缩变形过程中,裂纹在铝合金型材边部的粗晶处萌生并继续扩展,变形的纤维组织对裂纹扩展有明显阻碍作用,随着再结晶程度的增加,裂纹易沿着再结晶晶界扩展,因此更容易发生开裂。铝合金型材经T6时效处理后,晶界析出相连续分布,为裂纹扩展提供了有利条件。双级时效处理后,晶间析出相间的距隔增加,降低了沿晶开裂倾向。
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