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目前,低碳经济是当今世界各国社会经济发展的重要战略。在交通运输方面,安全高速、节能减排的途径之一是降低车辆质量。铝合金由于密度只有钢的1/3,比强度高,很好的塑性和加工性能,良好的铸造和焊接性能,以及铝材高温性能、铆接性、胶合性等好的优点,使其在交通运输,航天航空,桥梁,电子电气,建筑,能源动力,机械制造等多个领域得到广泛的应用。6N01和7N01铝合金是由日本开发出来的两种变形铝合金,由于合金具有较高的强度,良好的成型性能以及可接受的焊接性能等优点,使其成为制造铝双层结构轨道高速车辆的良好材料。本课题首先测试了工厂提供的6N01和7N01铝合金各种状态下的拉伸力学性能,然后独立设计了时效工艺并进行了实验研究,对比分析了设计工艺与工厂现行工艺的性能差异;进而我们又设计了一系列时效温度和时间,以材料的显微硬度HV为参考标准,重点研究了6N01和7N01铝合金显微硬度变化与时效析出组织的关系,通过OM,SEM,EDS,DSC,TEM等研究了材料不同时效状态下显微组织的特点。本试验研究表明:1、6N01铝合金T5态下综合性能最好,屈服强度和抗拉强度分别为228.7MPa和265.4MPa,延伸率为10.8%,设计方案性能与T5接近,屈服强度和抗拉强度分别为225.1MPa和248.1MPa,延伸率8.5%,都具有较高的屈强比;合金T4,H112态屈服强度和抗拉强度都较低,但是延伸率高,分别达到23.8%和20.6%,从拉伸断口形貌上看,T5,T4,H112状态断口都出现大量韧窝,为典型的微孔聚集型韧性断裂。2、6N01铝合金随着时效温度的提高,达到峰值显微硬度的时间越短,且峰值硬度越来越低,160℃,180℃,210℃,240℃达到峰值的时间分别为24 h,12 h,2 h,1 h;峰值硬度分别为119HV,117HV,103HV,102HV。时效温度越低,过时效越缓慢,时效温度越高,过时效越迅速。3、利用OM和SEM,EDS分析了6N01铝合金固溶以及固溶并时效后的相组成情况,发现合金固溶后还有不溶的棒状中间相α-AlFeMnSi,α-AlFeSi等,这些不溶中间相会溶解时效析出的少量Mg。同时我们还观察到大量细小黑色颗粒的Mg2Si析出相;利用DSC和TEM分析技术研究了6N01铝合金在180℃,210℃,240℃下时效析出情况。180℃时效12 h,合金中主要强化相为β’’相和少量的β’相,时效时间延长至24 h,β’’数量在增多,粒子尺寸也在增大;210℃下时效2 h,合金中主要强化相为β,相和少量β’’相;240℃时效2 h,强化相主要为β’相,粒子平均尺寸在50nm左右,时效8 h,合金完全过时效,析出平衡相β。4、7N01铝合金T5态的综合性能最好,屈服强度和抗拉强度都较高,达到314.9MPa和374.3MPa,屈强比高,延伸率16.1%;H112态虽然抗拉强度高,但是屈服强度较低,只有233.5MPa,H112延伸率较高,为19.1%;设计方案下的屈服强度和抗拉强度都较低,只有延伸率较好。拉伸断口形貌证实合金在这些状态下都为韧性断裂。5、7N01铝合金在120℃下时效,在48 h和96 h分别出现了硬度峰值,出现二次峰值现象,硬度值分别为138HV和146HV,提高时效温度至180,200,260,300℃,合金达到峰值的时间大大缩短,且峰值硬度远低于120℃下时效的峰值硬度值。6、OM金相分析发现7N01铝合金有明显的变形纤维组织,即合金有明显的挤压效应,由于Mn,Cr的作用,合金没有发生明显再结晶,SEM及EDS分析发现合金固溶后主要的未溶中间相为富含Fe、Mn的α-AlFeMnSi相,还发现大量弥散的细小黑色颗粒MgZn/Mg5Zn6析出相;DSC和TEM分析7N01合金时效过程发现,合金在120℃×48 h出现硬度峰值主要是GPII区的强化作用,而时效到96 h时,第二个峰值硬度的出现主要是GPII区和η,相引起的;合金在180℃及以上时效时,很快达到硬度峰值,又迅速下降; 180℃下时效4 ,8 ,12 ,24 h,主要看到的是长条状的亚稳相η,和圆形片状的平衡η相,时效时间从4 h逐渐增加到24 h,长条状非平衡η,相向平衡η相转变,圆盘状η相增多,直至时效24 h,几乎全为圆盘状的平衡η相,合金时效过程中晶界析出的主要为平衡相η。