自然时效对Al-Mg-Si合金力学性能和烘烤硬化性能影响的研究.pdf

摘要

摘要

论文题目：自然时效对Al-Mg-Si合金力学性能和烘烤硬化性能影响研究

目前全球环境现状日益恶劣，汽车尾气排放标准日益严苛，汽车轻量化已成为目

前汽车界关注的焦点问题之一。在汽车材料中提升轻质合金用量，用轻质合金代替钢

铁是目前减轻整车重量行之有效且立竿见影的手段之一。本课题研究材料选择由诺贝

丽斯公司生产的AA6014铝合金，该类合金是目前中高端乘用车汽车外覆盖件使用的

主流铝合金材料，因此有必要对其进行深入研究。

将Al-Mg-Si合金置于室温下，随着时间的延长，材料力学性能将会发生明显改变，

这一现象常称为Al-Mg-Si合金的自然时效特性。目前，众多研究已对Al-Mg-Si合金

典型的纳米级析出相进行了表征并基本确定了析出序列，但在长时间内对Al-Mg-Si

合金进行力学性能测试，定量化描述该合金在自然时效过程中力学性能变化的研究较

为少见。因此，本课题围绕以下两个核心目的开展：一是定量化系统性测定AA6014

66

铝合金板料在个月有效期内的力学性能变化。二是研究个月内，自然时效不同时

长对AA6014铝合金板料烘烤硬化性能的影响。本文主要研究结论如下：

（1）自然时效6个月的过程中，AA6014铝合金板料的屈服强度和抗拉强度在

0°、45°和90°三个方向上均具有较大幅度的提升，平均上升幅度分别为45MPa和

34MPa,46%16%

平均上升百分比分别为和。屈强比随着自然时效时间的延长呈上升

趋势，范围在0.46~0.6。板料0°方向上强度和强度增量最大，45°方向和90°方向

强度变化大致相同。

（2）自然时效过程中，AA6014铝合金一直保持良好的塑性，其延伸率并不会随

着自然时效时间的延长而出现大幅度的下降，而是在一定范围内波动。三个方向上，

最大力塑性延伸率和断后延伸率的平均值基本相同，总体平均值分别为21.58%和

23.34%。在整个实验周期中，最大力塑性延伸率一直保持在18%以上，断后延伸率一

直保持在20%以上。烘烤硬化后最大力塑性延伸率均大于12%，断后延伸率均大于

13%，烘烤硬化导致延伸率下降~6.5%。

I

Íò·½Êý¾Ý

吉林大学硕士学位论文

3n

（）烘烤硬化前，在三个方向上，值随着自然时效时间的延长均呈下降趋势，

所有的n值均在0.21~0.28范围内；烘烤硬化后，随着烘烤硬化前试样经历的自然时

效时间的延长，三个方向上的n值均在在前四个月内保持稳定，在自然时效第4-6个

月内，呈上升趋势。总体范围在0.14~0.17之间。其中，无论烘烤硬化前后，板料90°

n

方向上的值最大。

（4）经历不同自然时效时长后进行烘烤硬化，烘烤硬化后得到的强度呈波动性变

化。但烘烤硬化前经历的不同时长自然时效，使得屈服强度增量和抗拉强度增量总体

呈明显的下降趋势。对于板料0°、45°、90°方向，在整个周期内，屈服强度增量

130MPa87MPa144MPa85MPa131MPa78MPa

分别从下降至、下降至、下降至；抗

拉强度增量分别从80MPa下降至44MPa、92MPa下降至45MPa、75MPa下降至43MPa。

本文旨在通过以上研