6111铝合金的时效硬化研究
6101铝合金时效过程中析出相对电阻率的影响
6101铝合金时效过程中析出相对电阻率的影响刘振兴;张新明;唐建国【摘要】The influences of precipitates on relative resistivity of 6101 aluminium alloy in aging at 175-195℃was investigated by hardness-testing,in-situ resistivity testing and transmission electronmicroscopy(TEM), and the modified Matthiessen’low was introduced to calculate the influence on resistivity at different aging time.Results about the aging temperature and time were gotten.It suggested that the shorter the forming time of clusters at the early stage of aging was,the lower the relative resistivity and the hardness was.At the later stage of aging at 1 7 5 ℃,the increasing of the density of precipitates leads to the decrease of the spacing,and the relative resistivity almost retains.From this research the aging treatme nt 175 ℃/680 min emphasizing on high strength and195 ℃/220 min emphasizing on good conductivity were constituted and ensured reasonably by performance.%采用硬度测试、原位电阻测试及 TEM 等手段,研究了6101铝合金在175~195℃下时效析出相对相对电阻率(Δρ%)的影响,利用修正的马蒂森定则计算了175℃时不同时效时间析出相对相对电阻率的影响,得到了影响合金力学性能和导电率的温度时间判断依据。
汽车用6111铝合金板材成形性和烤漆性研究
第45卷第2期热处理技术与装备Vol.45,No.2收稿日期:2023⁃12⁃05作者简介:韩如意(1992—),女,工程师,本科,主要从事铝合金加工工艺的研究及材料的开发。
联系电话:151********;E⁃mail:352617077@·性能研究·汽车用6111铝合金板材成形性和烤漆性研究韩如意,董刘颖,冯 哲,白云鹏,满瑞平,刘 迪,石 玲,韩瑞航,唐 强(辽宁忠旺集团有限公司,辽宁辽阳 111003)摘 要:通过对6111铝合金坯料沿与轧制方向分别呈0°、45°和90°取样进行力学性能测试,采用模拟软件进行成形极限曲线模拟,对比不同预时效与预应变下板材的成形性和烤漆硬化性。
结果表明6111铝合金板材具有各向异性,T4和T4P5态下与轧制方向呈0°时强度、应变硬化指数n 值及塑性应变比r 值均最高;T4P5态下板材成形性最好,其强度最低,延伸率、n 值、r 值、△r 和成型极限值最大,屈强比最小。
6111铝合金板材具有良好的烤漆硬化性能,与T4P5态相比其屈服强度提高了97MPa ,2%塑性预应变处理后板材烤漆硬化性能再提高22MPa 。
关键词:6111铝合金;成型极限;成形性;烤漆硬化性中图分类号:TG166 文献标志码:A 文章编号:1673⁃4971(2024)02⁃0026⁃04Study on the Formability and Paintability of 6111Aluminum Alloy Sheet for AutomobileHAN Ruyi,DONG Liuying,FENG Zhe,BAI Yunpeng,MAN Ruiping,LIU Di,SHI Ling,HAN Ruihang,TANG Qiang(Liaoning Zhongwang Group Co.,Ltd.,Liaoyang 111003,Liaoning,China)Abstract :The mechanical properties of 6111aluminum alloy billets were tested by taking samples along the rolling direction at 0°,45°and 90°,respectively,and the fitted forming limit curve was carried out by simulation software.The formability and paint hardening of sheet were compared under different pre⁃aging and pre⁃strain conditions.The results showed that the 6111aluminum alloy sheet had anisotropy,and the strength,strain hardening index n value and plastic strain ratio r value were the highest in the T4and T4P5states with the rolling direction at 0°.In the T4P5state,the sheet had the best formability,with thelowest strength,the largest elongation,n value,r value,△r and forming limit value,the smallest yield ratio.The 6111aluminum alloy sheet had good paint hardening performance,with the yield strength in⁃creased of 97MPa compared to T4P5state.After 2%plastic pre⁃strain treatment,the paint hardening per⁃formance of the sheet was further increased by 22MPa.Keywords :6111aluminum alloy;forming limit;formability;paint hardening 可热处理强化的6xxx 系铝合金板材由于具有高的比强度、良好的成形性及烤漆硬化能力和抗蚀易回收等特点而成为理想的轻质汽车车身板材料,其中6111合金汽车板材由于具有极高的强度而备受欧美国家的青睐[1]。
铝合金的时效强化是如何进行和完成的
铝合金的时效强化是如何进行和完成的经淬火后的铝合金强度、硬度随时间延长而发生显著提高的现象称之为时效，也称铝合金的时效硬化。
这是铝合金强化的重要方法之一。
由定义可知，铝合金时效强化的前提，首先是进行淬火，获得饱和单相组织。
在快冷淬火获得的固溶体，不仅溶质原子是过饱和的，而且空位(晶体点缺陷)也是过饱和的，即处于双重过饱和状态。
以Al -4%Cu合金为例，固溶处理后，过饱和α固溶体的化学成分就是合金的化学成分，即固溶体中钢含量为4%。
由Al-Cu 相图可知，在室温平衡态下，α固溶体的含铜量仅为0.5%，故3.5%Cu过饱和固溶于α相中。
当温度接近纯铝熔点时，空位浓度接近10-3数量级，而在常温下，空位浓度为10-11数量级，二者相差10-8级。
经研究可知；铝合金固溶处理温度越高，处理后过饱和程度也越大，经时效后产生的时效强化效果也越大。
因此固溶处理温度选择原则是：在保证合金不过烧的前提下，固溶处理温度尽可能提高。
固溶处理后的铝铜合金，在室温或某一温度下放置时，发生时效过程。
此过程实质上是第二相Al2Cu从过饱和固溶体中沉淀的过程。
这种过程是通过成型和长大进行的，是一种扩散型的固态相变。
它依下列顺序进行：a过→G.P区→θ’’相→θ’相→θ相G.P区就是指富溶质原子区，对Al-Cu合金而言，就是富铜区。
铝钢合金的G.P区是铜原子在(100)晶面上偏聚或从聚而成的，呈圆片状。
它没有完整的晶体结构，与母相共格。
200℃不再生成G.P 区。
室温时效的G.P区很小，直径约50A，密度为1014-1015/mm3，G.P 区之间的距离为20-40 ?。
130℃时效15h后，G.P 区直径长大到90 ?，厚为4-6 ?。
温度再高，G.P区数目开始减少。
它可以在晶面处引起弹性应变。
θ’’相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长大，且铜、铝原子逐渐形成规则排列，即正方有序结构。
在θ’’过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P 区产生的应力场，所以θ’’相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。
铝合金时效强化工艺的设计与研究的开题报告
铝合金时效强化工艺的设计与研究的开题报告一、选题背景及研究意义随着现代工业的发展，铝合金材料因其良好的物理力学性质和较高的强度密度比而得到广泛应用。
然而，铝合金的力学性能仍有一定的提升空间。
时效强化是其中一种提升铝合金力学性能的有效方法，其主要原理是通过在高温下加热，使铝合金中的合金元素溶解和扩散，然后在适当的温度和时间内使其重新形成新的相结构，从而提高材料的力学性能，特别是强度和硬度。
因此，铝合金时效强化工艺的设计与研究对于提升铝合金的力学性能、促进铝合金应用具有重要的意义。
二、研究内容及方法本研究的主要内容是：1. 分析不同元素对铝合金时效强化的影响，重点研究Cu、Mg、Zn等元素的时效强化效果和机制；2. 研究不同温度、保温时间对铝合金时效强化的影响，优化铝合金时效强化工艺；3. 基于先进的试验技术和数值仿真技术，探究铝合金时效强化的热力学、动力学及组织演化规律。
为实现上述内容，本研究将采用以下方法：1. 通过文献调研和实验测试，分析不同元素对铝合金时效强化的影响及机制；2. 选择常用的Mg-Si、Al-Cu、Al-Zn-Mg-Cu等铝合金作为研究对象，进行不同温度、保温时间下的时效强化试验，并通过材料测试设备检测导电率、硬度、强度等物理力学性能；3. 利用金相显微镜、扫描电镜等显微技术观察时效强化铝合金的组织演化，同时借助有限元分析等数值仿真技术对热传递、组织演化等过程进行模拟分析。
三、研究预期结果通过本研究，预期可以得到以下结果：1. 在系统分析铝合金时效强化机理的基础上，揭示不同合金元素对于铝合金时效强化性能的影响规律，拓展了铝合金材料的材料基础知识；2. 优化铝合金时效强化的工艺参数，提高铝合金的力学性能；3. 通过数值仿真技术，深入探究铝合金时效强化过程中的热力学和动力学规律，为更深入的研究提供基础和参考。
综上所述，本研究将对提升铝合金材料的力学性能、促进其应用发展具有重要意义。
新型铝合金6111材质汽车车架结构设计分析
世界有色金属 2016年 12月上144新型铝合金6111材质汽车车架结构设计分析席小松1，马永辉1，刘良军2（１．沈阳理工大学 汽车与交通学院，辽宁 沈阳 １１００００２．沈阳理工大学材料科学与工程学院，辽宁 沈阳 １１００００）摘 要：设计车架需要考虑三个因素：一是强度，二是轻量，三是美观。
铝合金是用于设计车架最常见的材质，优点在于重量轻和刚性表现最佳，但是很容易传达地面的振动，造成骑乘舒适性不佳，本文将展开新型铝合金６１１１材质汽车车架结构设计分析研究。
关键词：铝合金６１１１；汽车车架；结构设计中图分类号：ＴＦ１４６．２１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１６）２３－０１４４－２The new frame structure design and analysis of 6111 aluminum alloy material carXI Xiao-song 1,MA Yong-hui 1,LIU Liang-jun 2（１．Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉｇｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ａｎｄ ｔｒａｆｆｉｃ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉｇｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００００，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｄｅｓｉｇｎ ｆｒａｍｅ ｎｅｅｄ ｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒ ｔｈｒｅｅ ｆａｃｔｏｒｓ： ｏｎｅ ｉｓ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ， ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｉｓ ａ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔ， ３ ｉｔ ｉｓ ｂｅａｕｔｉｆｕｌ．Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ｉｓ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｃｏｍｍｏｎ ｍａｔｅｒｉａｌ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｆｒａｍｅ， ｉｓ ｌｉｇｈｔ ｗｅｉｇｈｔ ａｎｄ ｂｅｓｔ ｒｉｇｉｄｉｔｙ， ｂｕｔ ｉｔ＇ｓ ｅａｓｙ ｔｏ ｃｏｎｖｅｙ ｔｈｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ， ｌｅａｄ ｔｏ ｐｏｏｒ ｒｉｄｉｎｇ ｃｏｍｆｏｒｔ， ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｗｉｌｌ ｏｐｅｎ ｎｅｗ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｍａｔｅｒｉａｌ ６１１１ ａｕｔｏ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ， ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｒｅｓｅａｒｃｈ．Keywords: Ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ ６１１１；Ｃｈａｓｓｉｓ ｆｒａｍｅ；Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ1 新型铝合金6111材料铝合金是铝材加入各种金属元素合成的。
实验二十五 铝合金时效硬化曲线的测定
实验一铝合金时效硬化曲线的测定一、实验目的1. 掌握铝合金淬火及时效操作方法。
2. 了解时效温度、时间对时效强化影响规律。
3. 加深对时效强化及其机理的理解。
二、实验原理淬火时效是铝合金改善力学性能的主要热处理手段。
淬火就是将高温状态迅速冷却到低温，钢的淬火是为了获得马氏体，而铝的淬火是为了获得过饱和固溶体，为随后时效所准备的过饱和固溶体。
铝合金的淬火常称为固溶处理；铝合金的时效是为了促使过饱和固溶体析出弥散强化相。
室温放置过程中使合金产生强化的效应称为自然时效；低温加热过程中使合金产生强化的叫人工时效。
固溶与时效处理的示意图如图1-1所示。
图1-1 固溶时效处理示意图从过饱和固溶体中析出第二相（沉淀相）或形成溶质原子聚集区以及亚稳定过渡相的过程，属于扩散型相变。
下面以Al-Cu二元合金为例，来讨论铝合金的时效过程，一般分为四个阶段：α过G.P区θ"相θ'相θ相G.P区就是指富溶质原子区。
是溶质原子在一定镜面上偏聚或从聚而成的，呈圆片状。
它没有完整的晶体结构，与母相共格。
在一定温度上不再生成G.P区。
室温时效的G.P区很小。
在较高温度时效一定时间后，G.P区直径长大，厚度增加。
温度升高，G.P区数目开始减少。
θ"相是随时效温度升高或时效时间延长，G.P区直径急剧长大，且溶质、溶剂原子逐渐形成规则排列，即正方有序结构。
在θ"相过渡相附近造成的弹性共格应力场或点阵畸变区都大于G.P区产生的应力场，所以θ"相产生的时效强化效果大于G.P区的强化作用。
θ'相是当继续增加时效时间或提高时效温度时由θ"相转变而成。
θ'相属正方结构，θ'相在一定面上与基体铝共格，在另一晶面上共格关系遭到部分破坏。
θ相是平衡相，为正方有序结构。
由于θ相完全脱离了母相，完全失去与基体的共格关系，引起应力场显著减弱。
这也就意味着合金的硬度和强度下降。
铝合金时效硬化曲线的测定 ppt课件
铝合金时效硬化曲线的测定
一、实验目的
掌握固溶淬火及时效处理的基本操作。 了解时效温度和时效时间对时效强化效 果的影响规律。 加深对时效强化及其机制的理解。
铝合金时效硬化曲线的测定
二、实验原理概述
定义：从过饱和固溶体中析出第二相（沉
淀相）或形成溶质原子聚集区以及亚稳定 过渡相的过程称为脱溶或沉淀，是一种扩 散型相变。
其中 相为平衡相，可以是端际固溶体，也可以是中间相，反应产物 为 ( ) 双相组织。将这种双相组织加热到固溶度线以上某一温度
（如T1）保温足够时间，将获得均匀的单相固溶体相，这种处理称为固 溶处理。
铝合金时效硬化曲线的测定
图1 固溶 处理 与时 效处 理的 工艺 过程 示意 图
二、实验原理概述
温时效的温度越高，硬度上升就越快，达到最大值的 时间就越短，但所能达到的最大硬度值反而就越低。
铝合金时效硬化曲线的测定
二、实验原理概述
图2 冷时效和铝合温金时时效效硬化过曲线程的硬测定度变化示意图
二、实验原理概述
图3 Al-Cu合金在130℃时效时的硬度和析出相的关系 铝合金时效硬化曲线的测定
二、实验原理概述
铝合金时效硬化曲线的测定
四、实验步骤与方法
每班分成五个小组，每组分别领取一套样品 （12块），作好标记。 将试样用砂纸或预磨机磨掉车痕，以达平整、 光洁，然后用铁丝绑好。 将绑好试样在盐浴槽中加热。加热温度为 500±3℃，保温约10～15分钟，保温结束后 快速淬入水槽中。 每组取一个试样立即测定淬火后的硬度。
时效硬(强)化或沉淀硬(强)化：若将经过固溶处
理后的C0成分合金急冷，抑止 相 分解，则在室温下获得 亚稳的过饱和 相 固溶体。这种过饱和固溶体在室温或 较高温度下等温保持时，亦将发生脱溶，但脱溶相往往不 是状态图中的平衡相，而是亚稳相或溶质原子聚集区。这 种脱溶可显著提高合金的强度和硬度，称为时效硬(强)化 或沉淀硬(强)化。
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》
《6061铝合金应力时效组织与性能研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，铝合金因其轻质、高强、耐腐蚀等特性在航空、汽车、机械制造等领域得到了广泛应用。
6061铝合金作为典型的可热处理强化合金，其应力时效组织与性能的研究对于提高材料的综合性能具有重要意义。
本文以6061铝合金为研究对象，通过对其应力时效组织与性能的深入研究，旨在揭示其组织结构与性能之间的关系，为实际生产与应用提供理论依据。
二、材料与方法2.1 材料制备实验所采用的6061铝合金材料为市售标准合金，经过适当的铸造、热处理和加工过程得到实验所需的各种样品。
2.2 实验方法（1）组织观察：采用金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对6061铝合金的应力时效组织进行观察和分析。
（2）力学性能测试：对不同条件下处理得到的样品进行拉伸、压缩、硬度等力学性能测试。
（3）电导率测试：采用电导率测试仪对材料的导电性能进行测试。
三、结果与分析3.1 应力时效组织观察通过金相显微镜、SEM和TEM观察发现，6061铝合金在应力时效过程中，晶界处出现大量析出相，且析出相的种类和数量随应力时效时间的延长而发生变化。
同时，晶内也出现明显的位错和亚结构变化。
3.2 力学性能分析实验结果表明，随着应力时效时间的延长，6061铝合金的强度和硬度逐渐提高，而延伸率则有所降低。
这主要是由于应力时效过程中析出相的增多和晶内位错密度的增加所导致的。
此外，材料的抗拉强度和屈服强度也表现出明显的时效硬化现象。
3.3 电导率变化在应力时效过程中，6061铝合金的电导率呈现出先升高后降低的趋势。
这主要是由于在时效初期，晶界处析出相的增多有助于提高电子的传导能力；而随着时效时间的延长，析出相的长大和粗化导致电导率降低。
四、讨论通过对6061铝合金应力时效组织与性能的研究，我们发现其组织结构与性能之间存在着密切的关系。
在应力时效过程中，析出相的种类、数量和分布对材料的力学性能和电导率具有重要影响。
铝合金时效分析试验
（N/mm2）
显微维氏硬度试验原理示意图
显微维氏硬度表示
硬度值+HV+试验负荷(Kg)/保荷时间(s)
例如：320HV200/30表示维氏硬度值为320，试验所用的试
验负荷为200g，试验保荷时间为30s。
显微维氏硬度试验条件
显微维氏硬度试验主要用于在室温下薄板材或金属表层及组
主要用于工作温度较低、受力较大 的结构件，如飞机大梁、起落架等。
锻铝合金
主要是Al-Cu-Mg-Si系合金。
可锻性好，力学性能高，用于形状复杂的锻件和模锻
件，如喷气发动机压气机叶轮、导风轮等。 Al-Cu-Mg-Fe-Ni系耐热锻铝合金。常用的有LD7 （2A70）、LD8（2A80）、LD9（2A90），主要制造 150-225下工作的零件，如压气机叶片、超音速飞机的 蒙皮等。
3.4 测试7A04合金自然时效和人工时效的硬度。
布氏硬度
显微硬度
布、洛氏两用硬度计
显微维氏硬度计
1布氏硬度试验
1）试验原理 用一定直径D（mm）的钢球或硬质合金球为压头，施以一定的 试验力F（N），将其压入试样表面（图3），经规定保持时间 t（s）后卸除试验力，而在试样表面获得一直径d的残留压痕， 以单位压痕球形表面积上的平均试验力来表示布氏硬度值。 其计算公式为：
10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5 10.0 5.0 2.5
29420 7355 1839 9807 2452 613
29420 7355 1839 9807 2452 613 2452 613 153
<140
0.102F D2
汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究
汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究针对汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究，本文以研究其特性指标为目的，从材料牌号、特性指标、织构研究等多方面深入讨论6111铝合金板材的力学性能及其结构，以期增强对6111铝合金板材的了解，为该板材技术和应用提供科学依据。
首先，我们介绍6111铝合金板材的牌号和特性指标。
6111铝合金板材的牌号为A1060，属于2XXX系铝合金板材，主要由铝、锰、铬、铝等多种金属元素所组成。
6111铝合金板材的基本特性包括低密度、良好的塑性和韧性、较高的耐热性、较好的电磁性、抗腐蚀性和可焊性，伸长率较大，强度和密度较高，延展性好，冲击韧性较高，是目前应用较为广泛的汽车用材料。
其次，本文从实验室测试结果出发，分析6111铝合金板材力学特性指标，尤其是抗拉强度、抗压强度、屈服强度和弹性模量等参数，以及其他特殊参数如冲击韧性、焊接性、迭力曲线及由其导出的各种材料力学参数。
通过实验室测试，发现6111铝合金板材在抗拉强度、抗压强度、屈服强度的值分别为 195MPa、166MPa和165MPa，而其弹性模量则在68.7GPa以上，冲击韧性较好，抗腐蚀性也较强，焊接性能良好，缺点是热变形性差。
最后，本文通过金相组织实验对6111铝合金板材的细观组织及结构进行研究。
实验结果表明，6111铝合金板材基体组织以α-Fe 溶解的形式出现，其中含有双斜尖晶粒等细观组织，使板材具有较高的抗拉强度、抗压强度和韧性等特性，满足汽车的要求。
综上所述，6111铝合金板材具有良好的力学性能、冲击韧性、抗腐蚀性和可焊接性，广泛应用于汽车用材料领域，可以满足汽车行业的特殊需求，反映出它牢固耐用、安全可靠、抗拉强度和弹性模量高等特点。
因此，本文研究6111铝合金板材力学性能和织构具有重要意义，能够为6111铝合金板材技术和应用提供科学依据。
汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究
汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究随着汽车工业的发展，轻质材料的应用也日益受到重视，铝合金板材是其中重要的一员。
6111合金是一种有良好力学性能和塑性性能的铝合金板材，用于汽车部件制造，如车顶，车身，发动机罩等部件，体现出优质和高效的工业制造。
因此，对6111铝合金板材的力学性能和织构的详细研究，对于汽车产品的设计和制造有着极其重要的意义。
一、6111铝合金板材的力学性能1、拉伸性能在一般的温度范围内，6111铝合金的屈服强度可达到117MPa,抗拉强度可达到175MPa，伸长率可以达到或超过10%，塑性很强，具有良好的塑性可塑性和抗拉强度良好，是轻质汽车材料的理想选择。
2、冲击性能6111铝合金板材在20°C以下的冲击功能良好，其冲击韧性是一种非常有用的特性，其冲击能力在使用时可能遇到摩擦，磨损和拉伸的情况，力学性能提高。
3、抗腐蚀性能6111铝合金板材的抗腐蚀性能也很好，可以有效地抵抗大气的侵蚀作用，尤其是湿气环境下受潮的抗腐性能比较好。
二、6111铝合金板材的织构1、6111铝合金板材采用α+β双相组织，α相含有一种名为Mg2Si的晶粒，β相含有一种名为Al3Mn的晶粒，晶粒均匀分布，使材料具有良好的抗冲击性能。
2、热处理对6111铝合金板材的织构也有影响，正确的热处理可以提高材料的力学性能，并使其具有良好的抗冲击性能。
三、实验结论1、6111铝合金板材的屈服强度达到117MPa,抗拉强度可达到175MPa，伸长率可以达到或超过10%，具有良好的塑性可塑性和抗拉强度。
2、6111铝合金板材具有良好的冲击硬度和韧性，抗腐蚀性能也很好，可以有效地抵抗大气的侵蚀作用，尤其是湿气环境下受潮的抗腐性能比较好。
3、6111铝合金板材采用α+β双相组织，α相内含有一种名为Mg2Si的晶粒，β相内含有一种名为Al3Mn的晶粒，晶粒均匀分布，使材料具有良好的抗冲击性能，正确的热处理可以提高材料的力学性能，并使其具有良好的抗冲击性能。
汽车用6111铝合金板材成形性和烤漆性研究
汽车用6111铝合金板材成形性和烤漆性研究
韩如意;董刘颖;冯哲;白云鹏;满瑞平;刘迪;石玲;韩瑞航;唐强
【期刊名称】《热处理技术与装备》
【年(卷),期】2024(45)2
【摘要】通过对6111铝合金坯料沿与轧制方向分别呈0°、45°和90°取样进行力学性能测试,采用模拟软件进行成形极限曲线模拟,对比不同预时效与预应变下板材的成形性和烤漆硬化性。
结果表明6111铝合金板材具有各向异性,T4和T4P5态下与轧制方向呈0°时强度、应变硬化指数n值及塑性应变比r值均最高;T4P5态下板材成形性最好,其强度最低,延伸率、n值、r值、△r和成型极限值最大,屈强比最小。
6111铝合金板材具有良好的烤漆硬化性能,与T4P5态相比其屈服强度提高了97 MPa,2%塑性预应变处理后板材烤漆硬化性能再提高22 MPa。
【总页数】5页(P26-29)
【作者】韩如意;董刘颖;冯哲;白云鹏;满瑞平;刘迪;石玲;韩瑞航;唐强
【作者单位】辽宁忠旺集团有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG166
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6000系合金成形性及烤漆硬化性的影响4.汽车车身板材AA6016铝合金拉深成形性能研究5.利用激光局部硬化效应提高2B06铝合金板材拉深成形性研究
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汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究
汽车用6111铝合金板材力学性能和织构研究近年来，随着汽车制造技术的进步，汽车制造的重点逐渐从传统的机械制造转向了高强度、低成本、轻量化和无损金属材料的利用，6111铝合金因其具有优异的力学性能等众多优点而被广泛应用于汽车制造行业。
因此，本文旨在通过对6111铝合金板材的力学性能和织构研究，以探讨汽车行业中6111铝合金板材的应用前景。
1、6111铝合金板材的结构与力学性能6111铝合金板材是一种合金铝板材，由铝、镁、硅、铬和其它微量元素组成，具有优异的力学性能。
它具有良好的塑性和延展性，在低温时可以抵抗腐蚀，耐用，耐高温，耐腐蚀和经久耐用。
此外，6111铝合金板材的抗拉强度和屈服强度比传统的6061铝合金板材更高，其延展率更高。
2、6111铝合金板材的制备工艺6111铝合金板材可以通过压延法、变形法和冶炼法等多种方法制备，其制备方法有些许不同。
一般来说，以6111铝合金为原料的板材，其制备方法主要有铸造法、压延法和变形法。
(1)铸造法：铸造法是以6111铝合金坯料为原料，经熔炼和浇注成型，最后经冷却、退火等工艺加工而成的变形加工方法，可以有效地制备高密度的6111铝合金板材。
(2)压延法：压延法是以6111铝合金坯料作为原料，经热处理、扩口、压延、退火等工序进行制备，可以有效地制备低厚度6111铝合金板材。
(3)变形法：变形法是以6111铝合金坯料为原料，经热处理、定量变形、退火等工艺进行制备，能够制备出较厚的6111铝合金板材。
3、6111铝合金板材的应用6111铝合金板材通过其优良的力学性能，应用于汽车制造行业十分广泛，其中最常见的应用有汽车车身、汽车引擎盖、汽车轮毂、汽车车身支架等，并广泛应用于汽车内轮廓及外观设计，可以满足汽车制造行业的加工要求。
4、总结本文通过对6111铝合金板材的力学性能和织构研究，发现其具有优异的力学性能和良好的塑性与延展性，能够满足汽车制造行业的需求，且在汽车制造行业中有着广泛的应用。
铝合金在温成型温度下的拉伸变形行为
材料科学与工程A352（2003）279-286铝合金在温成形温度下的拉伸变形行为李道明，阿米特戈什材料科学与工程学院，密歇根大学，安阿伯，MI，美国2002年8月1日收到；2002年11月20日收到修订表格摘要三种铝合金板材：Al 5182+1%Mn、Al 5754及Al 6111-T4单向拉伸变形行为，是在200-350℃的温成形温度范围内进行研究的，并且应变速率范围是0.015-1-5 s-1。
加工所选择的铝合金板材的方法已经建立起来，以使在温成形过程中显微结构的变化有利于充分恢复成型性而不是恶化板料成型性能。
我们发现，单向拉伸的总伸长随温度的升高而增加，随应变速率的增加而降低。
当提高温度或减少应变速率时，后均匀伸长变为主要的，并且，提高温度时韧性的增强基本是由此促成的。
随着温度升高，应变速率敏感性（m值）的增大说明了提高温度时韧性的增强。
单向拉伸试验被确定是作为对不同板材合金的相对成型性进行排序的筛选试验。
基于这个准则，应变硬化5xxx合金（Al 5182+Mn及Al 5754）比沉淀强化合金（Al 6111-T4）表现出更好的成型性。
©2002爱斯唯尔科学B.V. 出版社版权所有关键词：可塑性；成型性；应变速率敏感性；温成形；铝合金1. 简介❉通讯作者。
当前地址：材料科学与工程学院，弗吉尼亚大学，夏洛茨维尔，V A22094-4745，美国。
电话：+1-434-982-5795。
邮箱地址：dl4h@ (D.Li)0921-5093/02/$ -看扉页©2002 爱斯唯尔科学B.V. 出版社版权所有doi：10.1016/S0921-5093(02)00915-2尽管目前汽车行业中铝合金的使用有了显著的增加【1】，但相对于低碳钢板材，由于它们的成本较高及室温下的成型性较差，铝合金板材远远落后于其应用。
室温下铝合金的拉伸伸长率通常低于30%【2】，然而铝镇静钢相应的值大概是50%。
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在实际生产中, 车身的最后一道工序就是 烤漆。
图 3 不同温度时 效过程中硬度随时间的变化 F ig 3 H ardness var iation of the samp les during
1 2 时效处理 将固溶处理后的试样在室温放置两周以产生自然
失效; 自然时效后的样品分为两组, 将其中一组分别在 170、180、190 的烘干箱中分别时效 5、10、15、20、25、 30、35、40、50、60、90、120、240 m in, 然 后测 其维氏 硬 度; 将另外一组先进行 80 30 m in预时效, 再将试 样重复第一组的时效方案, 最后测其维氏硬度。
收稿日期: 2009-02-25 作者简 介: 高 琪妹 ( 1959 ) , 女, 辽 宁昌 图人, 副 教授, 硕 士, 主要 从事 6111 铝合金时效硬化及其铝合金织构等方面的研究, 已发表论文 10余 篇, 并分别获省级以上 论文一 等、二等 奖、锦州 市科 技攻关 三等 奖各 1 次。联 系 电 话: 13897858283, 0416-3212091 E-m ai:l gaoq im ei2284@ 163. com
表 1 试验合金的 化学成分 (质量分数, % ) Tab le 1 Chem ical com posit ion of the tested alloy( wt% ) 元素 S i M g Cu M n Fe Zn C r T i A l
含量 1 15 0 72 0 70 0 27 0 26 0 16 0 11 0 15 B al
A ging-hardening of 6111 alum inum alloy
GAO Q -im e i1, YAN Shao-feng2, X IONG X iao-hang2 ( 1 M echan ica lT echno logy D epartm ent, L iaoning Petrochem ica lV ocationa l and T echnology Co llege, J inzhou L iaon ing 121001, China;
第 8期
高琪妹等: 6111铝合金的时效 硬化研究
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2 试验结果与分析
2 1 轧制及固溶处理后的金相组织 样品经冷轧和 550 30 m in的固溶处理后, 金
相组织如图 1所示, 图中水平方向为轧制方向, 垂直方 向为轧板的法线方向。由图 1可见, 经固溶处理后, 冷 变形基体已发生了再结晶, -A l呈块状, 但沿轧制方 向的尺寸大于沿板法线方向的尺寸。
经 550 30 m in固溶处理, 在室温放置两周后, 进行 80 30 m in的预处理, 再将处理后的试样进行 170、180和 190 温度下不同时间内进行时效, 其硬 度随时间的变化如图 4所示。由图 4可见, 经预处理 后, 硬度随时间的变化曲线与未经预处理的相似。首 先是同样存在着明显的回归现象, 且也是随时效温度 的升高, 回归现象更为明显; 其次是回归现象之后, 时 效动力学曲线同样呈抛物线状。
and so lution treating ( b)
2 2 自然时效 将固溶处理后的样品在室温放置两周, 期间的硬
度变化如图 2所示。随室温放置时间的延长, 样品的 硬度逐渐增加。大约经过 10天后, 硬度增加变得很缓 慢。合金淬火后立即形成 M g-Si原子富集团 [ 6-7 ] , 晶格 畸变加剧, 合金的硬度明显升高。继续延长时效时间, GP 区中的溶质浓度不断增加, 使合金硬度逐渐增大, 但由于自然时效温度不高, 不利于溶质原子长距离扩 散, GP区难以长大, 因此当自然时效到一定时间, GP 区的数量和尺寸几乎不再随时间的延长而改变, 于是 硬度趋于平稳。
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这就使在不同温度下时效时, 时效初期的硬度差别并 不很明显, 要经过 30 m in后才开始显示温度的作用。 另外, 随时效温度的升高, 经过长时间时效后的硬度也 越高。
实际上, 除 6111合金外, 许多 6000系合金均有较 明显的回归现象。这意味着在实际生产的烤漆过程中 ( 约 180 30 m in), 仅靠提高烤漆处理工序的温度 并不能明显提高时效硬化的效果。 2 3 预时效对时效硬化速度的影响
经预处理和未经预处理试样的硬度随时效时间的 变化曲线如图 5。由图 5可见, 时效温度相同时, 经预
第 34卷
图 4 预处理后不同温 度时效过程中硬度随时间的变化 F ig 4 H ardness va riation of the sam ples dur ing ag ing at var ious tem perature afte r pretreatment
F ig 5
图 5 预处理对不同温度时效过程中硬度变化的影响 E ffec t of pretreatm ent on hardness var ia tion o f the samp les during ag ing at va rious tem pe ra ture
第 34卷 第 8期
20 09 年
8月
HEAT TREATM ENT OF METALS
V o l 34 N o 8 A ugust 2009
6111铝合金的时效硬化研究
高琪妹 1, 闫绍峰 2, 熊晓航 2 ( 1 辽宁石化职业技术学院 机械技术系, 辽宁 锦州 121001; 2 辽宁工业大学 机械工程与自动化学院, 辽宁 锦州 121001)
图 2 室温放置过程中试样的硬度变化 F ig 2 H a rdness variation of the sam ple during stay
a t room temperature
图 1 冷轧 ( a)和固溶处理 ( b) 后试样的金相组织 F ig 1 M icro structure o f the sam ple after co ld ro lling( a)
典型的烤漆温度是 180 , 时间是 30 m in。在烤漆过 程中, 要求铝合金产生比较充分的时效硬化, 以满足强 度的要求。为模拟烤漆处理时的条件, 在试验中采用 170、180和 190 三个温度进行时效处理, 研究 6111 合金的烤漆硬化能力。试样经 550 30 m in固溶处 理, 在室温放置两周后, 再在 170、180和 190 温度下 进行不同 时间 的时 效, 其 硬度 随 时间 的变 化如 图 3 所示。
6000系铝合金因具有良好的时效硬化效应, 作为 车身板材料近来受到愈来愈多的关注, 并对其进行了 较多的研究 [ 1-5] 。对 6000系铝合金汽车板, 通常希望 在供货状态时具有相对较低的强度以利于汽车厂的冲 压成型, 同时还要求其具有快速时效硬化的能力, 以使 车身构件在烤漆工艺中获得足够时效硬化 ( 良好的烤 漆硬化性 ) 而满足使用要求。 6000 系铝合金薄板 ( 即 汽车板 ) 在铝厂的最后一道工序是固溶处理, 此后不 可避免的要经过一定时间的室温停留 (如运输 ) 并产 生自然时效之后, 才能到达汽车生产厂进行冲压成型。 所以, 6000铝合金自然时效行为以及在人工时效初期 的回归现象直接影响到板材的冲压成型性和烤漆硬化 性, 进行这方面的研究具有重要意义。为此, 本文初步 研究了 6111铝合金经固溶处理后的自然时效硬化行 为和随后的人工时效硬化行为, 以充分发挥其时效硬 化能力、提高烤漆硬化性奠定基础。
在时效开始阶段, 硬度增加的速度较快, 即时效动 力学曲线的斜率较大, 随时间的延长曲线变得越来越 平缓, 在 240 m in 时, 硬度的上升已变得非常缓慢, 整 个曲线呈抛物线形状, 说明时效过 程由扩散所控 制。 时效温度越高, 时效动力学曲线的斜率越大, 尤其是在 时效初期。但由于时效温度升高, 回归现象也越明显,
摘要: 对 6111铝合金的铸锭进行均匀化、热 轧、退火、冷轧及固溶处理后, 研究 了其合 金自然 时效时 及人工时 效过程 中硬度 随时间 的变化规律。研究表明, 该合金具有一定的自然时效倾向, 人工时效具有 明显的回 归现象。 在人工 时效前的 预处理 能明显 增加人 工时效时的硬化速度 , 提高烤漆硬化能力。 关键词: 6111铝合金; 固溶处理; 自然时效; 人工时效 中图分类号: TG146 21 文献标识码: A 文章编号: 0254-6051( 2009) 08-0086-03
处理的时效硬度高于未经预处理试样的硬度, 其差值 在时效硬化初期较大, 经过一定时间以后, 两者的差值 逐渐减少。这说明预处理能比较明显地提高时效初期 的硬化速度, 而这对于提高烤漆硬化性是十分有利的。 另外, 经过预处理后, 虽回归现象更加明显, 即在时效 的开始阶段硬度下降程度比不经预处理的试样更大, 但回归硬度的最低点仍高于未经预处理的硬度, 同样 也一定程度上提高了时效初期的硬化效果。
1 试验材料及方法
1 1 材料的制备 试验 研 究 用 材 为 6111 铝 合 金 铸 锭 ( 尺 寸 为
600 mm 200 mm 20 mm ) , 其化学成分见表 1。将铸 锭进行 480 4 h+ 540 16 h的双级均匀化处 理后, 切头铣面, 加热至 450 并保温 1 h后热轧, 将 其厚度由 20 mm 轧至 4 5 mm, 终轧温度约为 200 。 将热轧板进行 400 1 h的退火, 然后进行形变量为 90% 的冷轧至 0 8 mm 厚的薄板, 之后再进行 550 30 m in的固溶处理。
ag ing a t various temperature
由图 3可见, 在时效的开始阶段, 硬度有一定程度 的降低, 说明 6111 合金在时效 时具有明显的 回归现 象。而且时 效温 度越 高, 回归 现象 越明显。在大 约 5 m in后, 硬度开始随时间的延长而上升, 即经过较短 时间后, 回归现象就开始消除。