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不同時(shí)效工藝條件下車輛用6005A合金擠壓型材進(jìn)行電導(dǎo)率、硬度、拉伸性能、6005A鋁型材擠壓和6061鋁管擠壓對車輛的影響三點(diǎn)彎等分析試驗(yàn),研究了時(shí)效工藝對6005A鋁合金性能的影響。結(jié)果表明,6005A合金在時(shí)效溫度175℃且保溫16h時(shí)強(qiáng)化效果最好,而時(shí)效溫度203℃對應(yīng)的延伸率普遍較好;時(shí)效溫度175℃產(chǎn)生的時(shí)效硬化效果最好,且時(shí)效溫度190℃和203℃在達(dá)到峰時(shí)效后均出現(xiàn)"軟化"現(xiàn)象;在欠時(shí)效、峰時(shí)效、過時(shí)效階段,大角度彎曲時(shí)普遍存在開裂情況,其中在時(shí)效溫度203℃的過時(shí)效階段彎曲性能有所改善研究了地鐵列車車體用6005A鋁合金擠壓型材熱處理工藝對其力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,6005A擠壓型材的過燒敏感溫度在590℃～600℃之間;壁厚5 mm的6005A鋁合金擠壓型材在(520℃～570℃)2 h范圍進(jìn)行固溶,材料的綜合性能良好。560℃2 h固溶時(shí),綜合性能最佳;隨時(shí)效溫度的升高,時(shí)效強(qiáng)化的速率加快,達(dá)到最大強(qiáng)化效果所需的時(shí)間越短,最終獲得的強(qiáng)度越低;時(shí)效制度為175℃10 h時(shí),強(qiáng)化效果最好;固溶水冷后時(shí)效的延遲時(shí)間應(yīng)控制在3 h以內(nèi)或48 h之后,該合金擠壓型材才能達(dá)到良好的強(qiáng)化效果鋁合金相對鋼鐵而言質(zhì)量輕、表面美觀、耐蝕性好和容易加工,以其 作為車輛材料二十世紀(jì)初就有所報(bào)導(dǎo),此后不斷有所發(fā)展,但是直到 年歐洲開發(fā)大型寬幅薄壁鋁型材后才開始得到廣泛的應(yīng)用。這種型材使車 體結(jié)構(gòu)簡單化,焊縫總長度減小,焊接自動化程度增加,在大幅度降低車 輛重量的同時(shí)大量減少了制造工時(shí)和節(jié)省了材料費(fèi)用,打破了鋁車價(jià)格昂 貴的觀念。日本、蘇聯(lián)、德國、挪威、意大利等國選用鋁合金等材料制作 車體,不僅達(dá)到輕量化的目的,

而且節(jié)省了費(fèi)用 鋁合金車 系合金具有中等強(qiáng)度、可焊性和耐蝕性優(yōu)良的特點(diǎn),特別是其 優(yōu)良的擠壓性能,使其作為車輛用大型薄壁中空擠壓型材得到了廣泛的應(yīng) 用‘。其中較常用的幾種 系合金牌號為和 合金己經(jīng)成為數(shù)十年來輕質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的主要材料。但是為了得到 其穩(wěn)定的靜態(tài)抗拉性能和缺口韌性,通常要求采用最佳的在線擠壓水淬 火,但這樣又可能引起扭曲和提高成本的問題。 合金容易擠壓,并 具有足夠的強(qiáng)度、但有很大的缺口敏感性。合金具有很好的強(qiáng)度韌性,但就易擠壓性而言,它比 要差一些, 合金有著與 合金大致相同的淬火敏感性。在歐洲, 合金在使用上優(yōu)于 合金。 由于它的鎂含量較高,6061鋁管其機(jī)械性能比 合金的稍高,但是增加鎂含量 對擠壓性能有不利影響。 有極好的擠壓特性和最佳表面處理性能。 的擠壓性能與 合金的相同,但其它性能比 的要好,可以 生產(chǎn)更薄的寬幅型材。表 列舉了國外高速列車車體用主要鋁合金 的性能,可見,系中的 鋁合金具有較好的綜合性能所以大部分合金不是含有過剩的鎂就是含有過剩的硅。但是當(dāng)鎂 含量超過形成 所需量時(shí),過剩的鎂將使 的固溶度大為降低, 合金成形性也降低。過剩的硅因細(xì)化 ’ 粒子或沉淀 粒子而 有利于沉淀強(qiáng)化,但會降低延性,引起晶間脆化,脆化原因與 在晶界 偏聚有關(guān),過剩硅過多時(shí)對沉淀強(qiáng)化的有利作用降低。實(shí)用工業(yè) 系 合金一般含過剩硅對變形產(chǎn)品而言,鉻的擴(kuò)散速率緩慢,形成細(xì)小的彌散相。這些彌散 相可阻止形核和晶粒長大。鉻常用來控制晶粒組織,避免鋁鎂硅系合金在 熱加工和熱處理時(shí)發(fā)生再結(jié)晶。所形成的纖維狀組織可降低對應(yīng)力腐蝕的 敏感度,改變韌性。固溶體中的鉻作為細(xì)小的彌散相可使合金的強(qiáng)度略有 提高。鉻在鋁鎂硅合金中的主要缺點(diǎn)是當(dāng)硬化相趨于在原有的鉻相質(zhì)點(diǎn)上 沉淀時(shí),增強(qiáng)了淬火敏感度。欽主要用作鋁合金鑄件和鑄錠的晶粒細(xì)化劑。單獨(dú)使用欽時(shí),其細(xì)化 作用隨溶體靜置時(shí)間和廢料的重熔次數(shù)而下降。如果熔體中存在硼,或者 將欽作為一種含硼中間合金大部份結(jié)合成 加入,晶粒細(xì)化作用將采用鋁合金材料是實(shí)現(xiàn)車輛輕量化的有效途徑,而國外對鋁合金車 輛材料,特別是 鋁型材及其焊接后性能的研究己經(jīng)達(dá)到了比較成 熟的水平。我國也已將高速鋁合金車輛的研制列入了國家計(jì)委重點(diǎn)項(xiàng)目, 目前正在進(jìn)行高速鋁合金車體試制,但國內(nèi)將 6061鋁管鋁合金用于車輛制 造業(yè)還處于起步階段,甚至還沒有自己的牌號‘“,,有關(guān)該方面的報(bào)道還 很少,國產(chǎn) 在基體強(qiáng)度和焊接強(qiáng)度上與進(jìn)口材料有一定差距。 本研究來源于“車輛用大型鋁合金型材產(chǎn)業(yè)化前期關(guān)鍵技術(shù)研制開 發(fā)項(xiàng)目”工程代號計(jì)高技號,主要對給定焊接 從列車用鋁材的發(fā)展趨勢來看,有兩個(gè)發(fā)展階段【 第一階段以 和 合金為主導(dǎo)地位 第二階段由于大型薄壁寬幅帶筋板材和中空型 材在車輛上使用比例增加,擠壓性能好的 或 在列車上的用 量迅速增加。由于車體焊接構(gòu)件多為縱向直焊縫,焊接時(shí)發(fā)生變形的程度 比第一階段采用的合金小。例如日本 年制造的 系山陽電鐵車體 就是由 相當(dāng)于 型材構(gòu)成,其中中空型材的使用比例也很大 型材占全部鋁合金材料的,中空 型材又占整個(gè)型材的型材與車體同長,所以全部為縱向焊縫。在歐洲也有類似情況 自 巴黎地鐵首次采用 鋁型材以來,歐美各國均己相繼將其用 于列車車體,如最近德國的 高速列車等。由此可見, 大型型材 在車輛上的應(yīng)用正日趨廣泛第一章