隨著能源和環境問題日益嚴峻，對汽車輕量化的需求愈發強烈，高比強度鋁合金板在車身中普及成為重要措施，但其較低的可成形性成為發展的瓶頸。固溶處理-成形-冷模具淬火，即熱沖壓這一新方法的應用有望解決這一問題，但因其在原生產流程中引入熱變形和額外的熱過程，材料原有經熱處理獲得的優異力學性能退化，如何快速強化熱沖壓件成為另一難題。為此，本項目將研究6000系鋁合金板熱沖壓過程中析出相的結構特點及其動態演化規律，分析熱、變形、電、磁對微觀組織演化和力學性能的影響，揭示析出強化機制，建立多場耦合的微觀組織演化與強化模型；探討通過選擇板材初始狀態、提升加熱速度、采用感應加熱或施加靜電場來提高熱沖壓前材料固溶處理效率和后續烘烤硬化性的可行性；闡明預時效參數和熱沖壓變形形式、大小對構件烘烤硬化性和力學性能均勻性的影響。最終，優化與熱沖壓成形相匹配的高效熱處理工藝，實現6000系鋁合金板熱沖壓控形同時的控性。

隨著能源和環境問題日益嚴峻，對汽車輕量化的需求愈發強烈，高比強度鋁合金板在車身中普及成為重要措施，但其較低的室溫可成形性成為發展的瓶頸。固溶處理-成形-冷模具淬火，即熱沖壓這一新方法的應用有望解決這一問題，但因其在原生產流程中引入熱變形和額外的熱過程，材料原有經熱處理獲得的優異力學性能退化，如何快速強化熱沖壓件成為另一難題。為此，本項目研究了6000系鋁合金板熱沖壓過程中析出相的結構特點及其演化規律，分析了熱、變形、電、磁對微觀組織演化和力學性能的影響，揭示了析出強化機制，建立了微觀組織與力學性能的映射關系。結果表明，原始板材析出相細小利于其加熱時溶解，加熱速率快利于避免升溫時析出相的轉變而加速溶解，感應加熱和自阻加熱對固溶處理的作用表現為提高加熱速率的熱效應，熱處理中靜電場的施加提高了合金元素的固溶速度和程度而使析出相更細小彌散，這些因素有利于提高固溶效率和時效強化；高溫短時預時效和低溫儲存有利于抑制自然時效；W態下冷變形形成大量位錯，為強化相形核提供質點，從而增強時效強化；熱變形由于位錯增殖同時發生動態回復和再結晶，其對自然時效和人工時效的強化作用不明顯，并表現出微弱的烘烤軟化作用。最終，探明了影響熱沖壓件微觀組織和力學性能的主要參數及其影響規律，為制定與熱沖壓成形相匹配的高效熱處理工藝，實現6000系鋁合金板熱沖壓控形同時的控性奠定了基礎。

高強度、耐熱、導電鈦青銅的合金元素總量小于3.5%, 屬于高銅合金, 在固溶強化合金中鈦等元素對導電性能的影響比較大, 而時效析出的第二相顆粒對銅合金導電性的影響在3%IACS以下, 合金主要是通過沉淀強化來獲得高強度和保持其導電性能。由衍射花樣標定顯示該相是純Cr, Cr相的顆粒尺寸在500nm左右。在TEM下觀測的銅基體上的彌散析出相, 析出相的尺寸在20 nm左右, 通過對衍射花樣的標定, 證明該析出相為Ni3Ti, 基體為純銅組織。對于析出相的尺寸越大合金的強度和硬度就會越低, 因此鈦青銅的主要強化相為金屬間化合物Ni3 Ti, 析出的Cr相由于尺寸較大, 對合金強度的貢獻量相對有限。在合金中Zr以怎樣的形式還有待于研究, 理論研究表明在該合金中還可能存在CuxZr的析出相, 在大量的實驗研究中未能找出證明依據, 所以在文中成分特征條件下的鈦青銅屬于復合析出強化機制。由導電理論可知金屬間化合物呈現大電阻特征, 但析出相的體積分數較小, 故材料仍保持良好的導電性能 。

與冷沖壓相比，熱沖壓具有明顯的技術優勢，主要表現在以下幾個方面：

1.可以得到超高強度的車身零件，從而能夠減小零件厚度，減少車身加強板的數量，提高車身的碰撞性能，實現車身的有效減重；

2.成形性相對較好；

3.沖壓所需的設備噸位較小，一般800t的高速液壓機就能滿足大部分車身零件熱沖壓所需；

4.尺寸精度好，熱沖壓件的強度在1500M Pa左右幾乎沒有回彈，這在鋼板熱沖壓新技術發明應用之前是不能想象的。而冷沖壓件的強度只有600M Pa左右，卻存在明顯回彈；

5.零件表面硬度、抗凹性和剛度好；

6.零件外形設計可以簡化。

熱沖壓技術也存在自身的缺點，主要是：

1.生產節拍相對要慢一些；

2.由于熱沖壓模具價格較高，能耗相對較大，后續又要采用激光切割，所以熱沖壓零件的制造成本較高，這就需要在新車型或改進車型設計時優化考慮，通過減小零件厚度或減少加強板數量的方式，來控制白車身的綜合制造成本；

3.采用非鍍層鋼板進行熱沖壓時，工作環境相對惡劣，容易產生噴丸變形；

4.熱沖壓產線的固定投資較大；

5.作為一個新興的技術，熱沖壓領域公開發表的成果較少，存在技術封鎖和壟斷 。

書名：鋼的微觀組織圖像精選

外文書名: the collection of microstructural morphology of steels

叢書名: 先進鋼鐵材料技術叢書

平裝: 162頁

正文語種: 簡體中文

isbn: 9787502447700

條形碼: 9787502447700

商品尺寸: 24 x 16.8 x 0.8 cm

商品重量: 422 g

品牌: 冶金工業出版社發行部