6xxx系车身板铝合金中合金相演变规律及其对薄板应变强化的影响

6xxx系铝板是理想的轻质汽车车身板材料。如何显著提高其冲压成形性，同时保证其具有足够强度是目前亟待解决的主要难题。显微组织尤其是合金相粒子组态是决定该系合金板材应变强化行为和冲压成形性的关键。6xxx系铝合金中的合金相可分为结晶相（constituent）、弥散相（dispersoid）和析出相（precipitate）三类不同性质的合金相，其组态严重受控于铝板的整个生产工艺环节。阐明三类合金相在铝板各个生产制备环节中的形成机理、演变规律及调控原理，形成合金相粒子组态可控的6xxx系铝板生产工艺控制理论，进而探明合金相粒子形状特征、数量、尺寸及分布等对其微观塑性变形机制及应变强化行为的影响规律，构建6xxx系铝板应变强化及塑性变形行为的数学物理模型，不仅具有重要的科学意义，而且对调控该系合金微观组织结构以提高其薄板强度并同时改善其冲压成形性，推广其在车身上的应用具有重要应用价值。

通过研究Al-1.1Mg-0.65Si-0.2Cr-0.15Mn合金板材不同热处理状态的再结晶织构和析出特征及其对成形性指标r、n、均匀延伸率、IE和FLD的影响发现：具有copper和brass取向的冷轧铝板经410℃以上加热处理后，其再结晶主织构均为Cube+ND20取向，再结晶时的加热温度低有利于{1(—)01}<323>再结晶织构组分的形成，170℃时效处理对再结晶织构无明显影响。拉伸实验过程中主织构Cube+ND20取向晶粒绕板法线ND向<100>方向仅旋转5°左右，成为Cube+ND15取向，对合金板材r无影响，故拉伸变形任意应变量所对应的铝板的r大致相同。各种热处理状态铝板拉伸变形前的主织构均相同，其r差别也不大，但它们的成形性差别显著。因此不能仅由铝板的r(—)大小来判定其冲压成形性的好坏。合金板材缩颈使其杯突值IE明显增大，对于易发生局部变形的铝板，不能仅由其IE值的大小来判定其冲压成形性能。不同热处理状态合金板材基体中合金元素的存在状态差异明显，导致其应变强化机理显著不同，因此其阶段应变强化指数ns及连续应变强化指数nc值差别显著。塑性应变初期，退火态合金板材，由于合金元素主要以粗大、弥散度低的第二相形式析出，其应变强化效应最显著；塑性应变后期，固溶态合金板材，由于合金元素主要是固溶于基体中，其应变强化效应最显著。虽然铝板的均匀延伸率和FLD0与均匀塑性变形范围内的应变强化指数n0.1~max不满足正比例关系，但仍随n0.1~max增大单调增大，因此可以将n0.1~max作为判定铝板冲压成形性好坏的重要依据。