Al-Mg-Si-Cu-Mn汽车车身用铝合金板材的研究

1、东北大学博士学位论文Al-Mg-Si-Cu-Mn汽车车身用铝合金板材的研究姓名：刘宏申请学位级别：博士专业：材料学指导教师：左良;赵刚20050801东北大学博士学位论文摘要。汽车车身用铝合金板材的研究摘要本研究为国家教育部重点项目“汽车车身用铝合金板材研制”和国家“”计划项目“高精度深冲铝合金板材及相关技术开发”的部分内容。旨在开发出一种用于汽车外车身板的新型铝合金材料及其相应的热处理工艺。在大量的实验研究和理论计算的基础上，研制出一种适用于车身板的铝合金材料，成分为一，其余，和（质量分数），同时成功地探索出一种针对系合金车身板的预时效处理工艺。这种新合金冲压前的即、，值分别为和，经。

2、15;模拟烤漆后的屈服强度和抗拉强度分别达到了和。所有性能均超过了国家“”项目制定的铝合金车身板的性能指标，且优于国外的合金，为汽车板铝含金材料的国产化奠定了基础。扫描电镜能谱、射线衍射、透射电镜以及金相分析结果表明，系车身板合金铸态结晶相的类型主要为（即相）、（）、（）、（）和（）相及相，含量较低时，出现纯相。提高含量，对于过剩合金，相增多；对于过剩合金，相减少，但相均增多。提高含量，在低（）合金中，形成（）相，其数量随之减少；在含量较高的合金中，不仅形成（）相，还形成（）和（）相，且随含量的增加，（）相数量减少，（）和（）相增多。铸锭均匀化处理时，相为可溶相；及（）和（）结晶相变化不大。但

3、（）发生向（）相的转变，且随含量增加，转变更完全。结晶相中的、或具有相互替代作用。杯突、硬度及拉伸试验等实验结果表明，合金元素对（固溶水淬自然时东北大学博士学位论文摘要效两周）和（固溶水漳短时人工时效自然时效两周）态（除时效硬化性能优异的合金外）性能的影响规律基本相同。提高质量比和含量（），对过剩合金，其和硬度及强度增大，塑性下降，不利于合金的成形性；对过剩合金，硬度和强度高于硬度和强度，合金的成形性提高。而合金元素对不同处理态人工时效硬化作用，一是通过增加含量及添加微量元素和产生的弥散强化和细晶强化增大合金的初始硬度；二是通过提高在基体中过饱和度以增加合金时效初期强化相的析出数量而促进烤漆强

4、化。态铝台金车身板进行模拟烤漆均出现软化现象，而合金成分对于改善这种不利影响的作用不大。相比之下预时效处理制度对烤漆硬化性的影响比合金元素的作用更有效，不仅保证在交货条件下具有比态更低的屈服强度，有利于汽车车身覆盖件的冲压成形，同时促进烤漆过程合金的显著强化。通过热力学计算得到了不同处理态合金在随后加热过程各亚稳相析出激活能，证明了（）状态下进行烤漆比态及固溶淬火态更易于获得”相（即获得更高的强度）。综合硬度法、电导率法及实验等结果分析，揭示了合金预时效后组织中存在着大量的，核心具有双重作用的机制：这种尺寸较大、密度较高的核心降低了其周围基体溶质的过饱和度，抑制其在室温下继续形成区，保证了合金

5、板材冲压时具有较低的强度；同时这些”核心在烤漆时迅速转变成”相，显著提高合金烤漆强度。关键词系合金车身板烤漆硬化性预时效结晶相区”相力学性能成形性能查！垄堂堡主兰堡笙墨垒！坐型“”（）“”，一一一，（），？，。，（），（）（），（）（），（），查！查鲎堡主堂堡垒查（），（），（）垒！竺！型，；，（），（），（）（），（），（）（），（）（），（），；，。，查！垄鲎堡圭兰堡垒圭竺塑兰生，”，（），：，旷，；旷”：；”；东北大学博士学位论文声明声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得

6、其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：暂耘日期：五彦巧学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。学位论文作者签名：日期：（如作者和导师同意网上交流，请在下方签名：否则视为不同意。）学位论文作者签名：导师签名东北大学博士学位论文第章绪论第章绪论研究和开发车身板铝合金的意义汽车产业在世界各地蓬勃发展的同时，也带来

7、环境污染和能源短缺两大严重的社会问题。这促使汽车产业将持续发展的核心放在能源和环保上，而以汽车轻量化为主导的先进汽车材料技术是实现这一目标的重要保证，因此轻量化成为未来汽车技术发展的主要方向【“。汽车材料是影响汽车重量的重要因素，对节省能源及改善污染都有相当程度的影响。在新能源技术发展尚未成熟，汽车减重无疑是降低能耗及污染的最佳途径。采用轻质材料是减轻汽车重量最简单的方法，因而，轻质汽车材料成为当前汽车工业开发研究的热点。目前轻量化汽车材料的发展趋势是：钢铁材料的比例逐年下降，而高强度和超高强度钢的用量有较大的增长，比如近年开发的各种高强度水平的多相钢，包括双相钢、复相钢、相变诱发塑性（）钢及

8、马氏体钢，这些高强钢板由于具有优良的综合性能，可用来代替酱通钢板，其减重效果达到以上；在超轻车身开发项目中，双相钢的使用比例将达到，是实现百公里油耗的主要贡献材料。而镁合金及轻质复合材料的应用亟待开发和推广，其中镁合金由于减重效果明显且易于回收利用，世界各大汽车公司将以其用量多少作为自身车辆技术领先的标志。目前，镁合金在汽车工业中的年增长率平均每年递增以上；而轻质复合材料在结构部件及车身外覆盖件、内装饰件上的应用也将有较大的增长。相比之下，铝合金在汽车上的用量较多，尤其在新型轿车和载货车上是发展最快的材料。据有关资料介绍，汽车熏量每减轻，百公里油耗可减少；若一辆中型轿车（约）减少，则这辆汽车在

9、使用年限内至少能降低约的废气。用铝合金材料作为汽车车身内外板代替传统碳钢板，可使车身减重大约，降低油耗达。而且承力相同时，铝合金比钢轻：承受同样的冲击，铝板比钢板多吸收的冲击能，更具安全性【。此外，汽车用铝的来自回收的废铝，估计到年，可上升到【显然，铝合金的使用不仅可显著改善燃料运输的经济性，而且利用回收废料制成铝合金还能降低汽车结构件的生产成本，因此是汽车轻量化的理想材料。虽然目前铝材的成本仍比钢材贵，但随电力工业和冶炼技术的发展，必然带来其产量巨增而成本下降，铝合金大规模的进入汽车工业领域已为时不远，世查！垄堂堡主兰堡垒查纪将是汽车铝化的时代。第章绪论我国汽车产业的高速发展，对原材料的消耗

10、量越来越大，同时也要求汽车产业使用可持续应用的材料。我国是铝资源丰富的国家，应用铝及铝合金无疑是汽车产业可持续发展的重要保证，因此研究和开发汽车车身板铝合金具有重要的意义。车身板铝合金的开发现状和研究进展国外车身板铝合金开发状况目前，汽车工业巨头美、日、德国的汽车铝化走在前列。例如美国福特公司的“黑貂”汽车上市，每车用铝量为，使汽车减重约，节省燃料以上【；日本本田公司推出的型赛车，共使用了的铝合金材料，自重下降了，车体构架为铝合金型材，车顶前后盖、左右侧门是用铝合金板材冲压而成，内部还使用了大量的铝合金铸件、锻件【】；奥遮公司面向欧洲市场投放的型铝制汽车，自重减轻了，而结构的刚性质量比则提高口

11、】。可见铝合金在汽车上的应用具有极大的潜力和发展前途。轿车车身是轿车中重量较大的部件，约占汽车重量的，所以车身的铝化举足轻重，而车身板材料的开发是关键。过去用于轿车车身的铝合金主要有一（系）、（系）一（系）三大系列。系合金是可热处理强化的合金，以和为主加元素，其强化相为或。该系合金表现出良好的锻造性，而且具有较高的强度和一定的烤漆硬化性。不过系铝合金的抗蚀性比其他工业铝合金差。在北美和被认为是系铝合金中较为适用于车身板的合金。合金是以为强化相的合金，具有良好的成形性而用于汽车外板，如车盖、底板盖，司机室等。取代钢板时，可使外壁减轻【】。但这种材料在低温人工时效时表现为强度下降，烤漆时要获得足够

12、的强度，则需要较高的温度和较长的时间。然而，未来的烤漆温度很可能会因为新改进的环保型漆在汽车行业的应用而进一步降低，这样就限制了其在烤漆过程中获得强化。而合金为作强化相的合金，具有较好的成形性，而且在烤漆过程中不会表现出性能的降低。但这种材料由于强化相形核困难，时效硬化速度慢，烤漆硬化能力较低，因而其应用被限制于车身内板。系合金中的固溶于铝中，形成固溶强化效应，其成形性，抗腐蚀性能较高。但该系合金属于非热处理强化合金，只能通过加工硬化获得强度，一般东北大学博士学位论文第章绪论以（退火）状态使用，强度较低，通常用于汽车内板等形状复杂的部位。系合金退火态的强度主要由原子的固溶强化和晶粒尺寸强化所决

13、定，符合关系：盯。仃。埘式中，为屈服应力（），盯。是摩擦应力（），反映原子的固溶强化程度，为晶粒尺寸，为常数。参数和不仅随含量的增加而增大，而且还受晶粒形状和结晶织构的影响。由于铸造、均匀化、冷轧加工及随后进行的专门退火处理等工艺参数的变化会改变合金的显微组织，因而将直接影响合金最终的强化效果【。虽然有许多因素影响系合金的屈服强度，但晶粒尺寸对系强度的影响比对其他系铝合金强度的影响大得多。系合金的强化取决于含量及晶粒尺寸使其具有两个明显的缺点：勒德斯（）线和勒德斯延迟（，或屈服点伸长。勒德斯线（）是产品表面出现的“一系列新台阶或锯齿状变形带”引起表面粗化的一种形式。如果晶粒尺寸过大，且在变形时

14、进一步发展，便会出现“桔皮”现象，造成不雅外观。一般来说，晶粒尺寸为岫时，基本上可以避免板材对勒德斯线的敏感性；晶粒尺寸超过时，从视觉上便不可接受，同时因早期的缩颈变形还可能引起成形性降级。而一旦晶粒尺寸在斗以上，勒得斯线和桔皮效应的出现便容易导致板材表面起皱，使板材的表面质量变坏。所谓勒德斯延迟是指材料最初屈服时的变形不均匀，此时出现应变而屈服应力并不增加。这源于溶质气团的位错源的释放，导致合金在显著的应变强化之前出现很大的形变量。这种现象会造成用烤漆涂层难以掩饰的令人讨厌的外观。勒德斯延迟随晶粒尺寸的减小而增加，而且大都发生在含量大于（质量分数）的合金中。但含量低于（质量分数）时，又会影响

15、合金的加工硬化速度，使其强度不足。于是对于系合金关键是控制含量及晶粒尺寸以获得强度和表面质量的最佳组合。此外，系合金的延展性和弯曲能力，随含量的增加急剧下降【”，且烤漆过程中常伴有软化现象。日本过去主要以系为基础开发轿车车身用铝合金板材。通过调整含量以及微量元素，控制加工过程和进行适当的热处理来提高成形性；并在不影响成形性的前提下，加入适量的，提高合金的强度，使烤漆处理时不软化。具有代表性的一和一合金板特别适合于要求用延展方法成形的零部件，如车盖、后行李箱盖、负载底板和空气过滤器等【”。但近年来日本也开始转向开发系车身板。系合金是可热处理强化的合金。该系台金强度适中，成形性和耐蚀性好，东北大学

16、博士学位论文第章绪论易着色，综合性能优良。其最大的特点是能在固溶处理淬火后具有较低屈服强度的状态下供货，具有良好的冲压成形能力，并能在最终的烤漆处理过程中获得进一步强化。尽管系合金也要从显微组织以及相关的加工考虑，但与系合金不同，系合金的参数盯。相对较高，其原因主要是室温时效时形成了共格原子集团；而且系合金变形时不会出现勒德斯延迟，这是因为合金中的含量较低，其它可溶性的元素、以共格原子集团的形式束缚了，降低其扩散速度，而不易于形成钉扎位错的有效原子气团。此外，系合金与系合金的另一不同之处是屈服强度对晶粒尺寸的依赖较弱，亦即晶粒尺寸对材料屈服强度的贡献不明显，于是有益于成形部分保持光滑表面。但对

17、于系合金，重要的是通过固溶处理来获得时效硬化效应，同时控制再结晶组织特别是晶粒形态和织构来实现板材性能的各向同性扪。然而，再结晶所形成的最终组织取决于再结晶之前板材组织中第二相粒子的大小、分布以及亚结构。此外，还受合金化以及加热速度等的影响。控制铸造、轧制及随后进行的热处理等整个热加工工序过程合金相的析出可显著地影响合金的再结晶行为和结晶织构【”。而合金化的目的之一就是考虑控制合金相的形成对机械性能和成形性的影响。在系合金中，和合金具有相近的力学性能，其状态下的屈服强度较低，因而表现出优异的成形性，可与一板相媲美，且不出现勒德斯线，但烤漆后的强度相对较低，约为。而合金虽然烤漆后的强度较高，但状

18、态下的强度也高，其成形性与相似。合金状态下的强度为，烤漆后的强度超过，为制造车身板提供了良好的最初成形性和最终的使用性能。目前，欧美国家主要以系合金为基础开发铝合金车身板，如车盖、后行李箱盖以及车门等车身构件】。在欧洲广泛使用的是合金，在北美由于更注重强度，主要用合金，最近还开发了抗蚀性更好的合金，其（为内部热处理）已专利化，并投入工业化生产【。像，和车型的外板及许多内板上都有应用。目前，关于这三大系列的铝合金，国外从年代起就已开始逐步应用。其中用于汽车板的部分铝合金的化学成分如表所示【。表给出了上述系的部分合金状态下的力学性能以及成形后进行模拟烤漆时其力学性能的变化。可见该系合金具有一定的烘

19、烤硬化能力。表给出了用于轿车车身板系、系、系合金和钢的塑性和冲东北大学博士学位论文第章绪论压成形性能指标【，。可见钢的总延伸率最大，说明钢在拉伸过程中变形最大。而在一般情况下，冲压成形是在板材均匀塑性变形的范围内进行，故均匀伸长率对冲压成形性似乎更有意义。系合金的均匀伸长率最大，说明系板材的极限变形程度最大。系合金的应变强化指数珂值最大，意味着板材受力变形时，其较大的应变由于应变强化而增加了抵抗进一步变形的能力，故可使局部变形转移到邻近区域，延缓缩颈的到来，从而造成较大的板面有更为均布的应变。而钢的塑性应变比值最大，值越大，板材抵抗失稳变薄的能力越大，越能发挥拉伸失稳前的最大强度【。此外，钢的

20、杯突值和弯曲半径（）也均为最大。这些数据表明，铝合金的冲压成形性能与钢相比虽然还有一定的差距，但用铝合金替代钢作为汽车车身板材料还是完全可行的。由于系合金的抗蚀性和烘烤硬化性，系合金成形时产生的勒得斯线和桔皮效应都不尽如人意，而系合金与钢板相比，其态板材的值超过钢板。该系合金的成形性虽不如系，但冲压时不产生滑移线痕，而且经油漆烘烤，烤漆硬化性优于系合金。因而，系合金的研究愈来愈受到关注【¨，目前的发展趋势是开发系车身板铝合金。表国外部分汽车板铝合金的成分范围（）查！查兰堡主堂竺堕查表几种典型铝合金汽车板的及烤漆后的性能笙！主笪垒巧×！塑！垡！塑！塑！塑！塑丝！翌！：表轿车车

21、身铝合金板材和钢板的成形性比较系车身板合金的研究进展对汽车车身板的基本要求是尽可能高的冲压变形能力和使用中的抗凹陷性。汽车板的抗凹陷性是指板材制成的车体与外界硬物碰撞时不产生凹坑或塌陷的能圭！垄芏堡主芏堡垒查表几种典型铝音叠汽车板的及烤橡后的性能堑！主些堕协。一一一表轿车车身铝台金板材和钢板的成形性比较，】。深冲钢为板材厚度系车身板合金的研究进展埘汽车车身板的基本要求是尽可能高的冲压变形能力和使用中的抗凹陷性。汽车板的抗凹陷性是指板材制成的车体与外界硬物碰撞时不产生凹坑或塌陷的能汽车板的抗凹陷性是指扳材制成的车体与外界硬物碰撞时不产生凹坑或塌陷的能东北大学博士学位论文第章绪论力【】。对于外板，

22、抗凹陷性是一种临界使用要求，其直接与板厚和屈服强度有关，且受材料特性、几何形状、连接点的位置、冲撞物体的性能以及加载速度等诸多因素的影响。就是说对于强度较低的材料可通过选用较厚的板材来满足抗凹陷性的要求。但是从节约铝的成本和减轻重量来看，最为理想的是选用厚度尽可能薄而抗凹陷性适宜，且烤漆时获得高强度的材料。烤漆强度的增加即为材料获得低板厚和高抗凹陷性提供了可能性，同时又保证了车辆燃油最大的经济性以及板材重量为最小。然而，态的系合金冲压成车身构件时，其强度并不高，而且涂装过程的加热温度较低（），保温时间较短（），抑制了系合金的时效硬化能力，使之不能在常规的烤漆操作中获得显著的硬化效果【，因而开发

23、时效动力学较快的合金成为研究的重点。时效析出特性自年和报道了合金加热到，出现细小的（××）针状区，进步升温区加厚发展成杆，而最终成为靼大板条状的平衡相以来，至今关于系合金时效析出的研究已有五十多年的历史。但由于析出过程的复杂性，且受合金组成、材料加工经历和时效条件等因素的影响，使析出相的类型、析出序列随之改变，特别是对亚稳析出物的改变将直接影响材料的强化特征，因而有关的研究仍在继续。一般认为平衡的合金（即，原子比）的时效析出序列为：旺过饱和固溶体区一¨针一杆一片（平衡相），。按照这一析出过程，在时效初期，、原子聚集在铝基体的晶面上，形成溶质原子富集区，即所谓的区，

24、它是一些球状的、无独立晶格结构的、或原子集团【们。最新的研究表明，其大小为宽，长度不超过，且为单层原子厚【“。因尺寸超细，很难观察到聚集过程，至今有关的细节还不清楚。由于所形成的区与基体保持共格关系，边界上的原子为母相和区所共有，为了同时适应两种不同原子的排列形式，在共格边界附近便产生弹性应变，这种晶格畸变导致位错运动受阻，因而在形成区的同时，合金的硬度提高。随时效时间的延长，三种类型的溶质集团彼此竞争，趋向有序化并迅速长大，沿方向发展成细针状的旷相，该相尺寸约为××【“】，具有单斜晶格，晶格常数，“。由于，相仍与基体共格，且在轴方向上引起的弹性共格应变场大，因而产生的弹性

25、应力也高。当，相长大到一定尺寸，它的应力场遍布整个基体，应变区几乎相连时，合金的硬度便达到峰值。东北大学博士学位论文第章绪论随、原子的进一步富集，眇相逐渐失去与基体的共格关系，形成的相与基体局部共格，是沿方向析出的具有六方晶体结构的杆状物，约为××大小，晶格常数，。此时周围基体的弹性应变有所减轻，对位错运动的阻碍减少，合金的硬度随之下降。在时效后期，相完全与基体间失去共格关系，转变成稳定的（）相。平衡的相为立方结构，通常以片状形式在上形成，其尺寸已较大，达到了微米尺度，晶格常数”】。由于相完全从基体中脱离，共格应变消失，因而硬度降低。对于平衡合金，从区、旷和中间相到平衡相的

26、转变，其原子比与的基本相同，均为：。显然，在所有的强化相中，相的强化效果最好，其次为午目，而较弱的是相。铝合金车身板是在欠时效状态下使用，因而合金在烤漆处理时很难形成平衡的相，起强化作用的主要是的亚稳析出物，相。一般”相的体积分数随着合金的化学成分和时效条件而改变。对于合适的成分和时效条件，则有可能在合金的整个区域中只析出相】。如果一合金含有过量的（，原子比），则析出序列相对复杂，即为旺过饱和固溶体区一一（板条状），此外，还有一些其它报道。”。与平衡的合金相比，过剩合金析出的第一和第二阶段没有变化，只是过剩合金中，由、原子和空位聚集形成的区和相所含的比平衡合金中的含量多得多，使其原子比降低接近

27、于：。值得注意的是过剩合金在析出的第三阶段，不仅析出了杆状的，相，原子比升高到左右【”，而且还出现了板条状的相。通常是作为含的一。合金中稳定的四元相，是其亚稳相；而过剩合金中形成的相是只含有、的三元相，因具有与相相同的六方晶体结构和板条形态，故将其记为，相口”。随着时效温度的升高和时间的延长，板条状的析出物几乎全部溶解，或者说被相和所替代，并不形成平衡的相【】，所以最后阶段只观察到粒子和相。为立方晶体结构，晶格常数】。在过剩合金中，烤漆硬化性的提高主要归因于第二阶段形成更大体积分数的”相】。如果在过剩合金中同时含有，则析出序列为：过饱和固溶体区一一一（板条状），还有一些其它形式，。根据三维原予

28、探针研究，在第一阶段形成的区的化学组成不受的影响，与过剩合金在这一阶段所形成的区基本相同。在析出的第二阶段，以形成旷相为主。对于高合金，原子溶入到针状的析出物中，和都是含有、的四元强化相扣”。对析出的第三阶段影响最为显著，所形成的相最初是由等东北大学博士学位论文第章绪论人在合金中观察到的，他们认为是变异的相，后经等人研究证实，这种相就是相的初始物并称之为。相与平衡的相具有相同的晶体结构及相近的晶格参数【，】，但由于和基体的界面处易于发生的偏析，可能限制相的扩散长大而使其尺寸较小【。合金中相析出的数量随含量的增加而增加。由于的加入对形成相有利，所以从相转变成相，或者说形成的相替代了冲目。相经长期

29、时效后，最终发展成相。相具有六方晶体结构，晶格常数，其化学组成为或，】。根据等人峙艮道在达到峰值硬度时没有发现和相存在的迹象，说明和相是在过时效条件下形成的。这就意味着和相需经较高温度或较长时间时效才能析出，难以在烤漆条件下形成，对烤漆强度的提高没有贡献。因而，烤漆条件下的时效强化仍主要归因于形成更多的及更细化的旷相【】。除上面提到的析出序列外，还有一种形式为：过饱和固溶体一（富）一矿一一“。显然，相的析出与口相析出的形式类似，富的区是由（）基面上原子的偏聚而形成的圆盘状区。延长时效时间，在（）基面上会形成圆盘状的扩相，最终发展成圆盘状的和相析出物。相的晶体结构为，属于体心正方晶系，其晶格参数

30、，。当时，形成的相减少。实际上，系合金是通过由时效析出形成的一种或多种、和相的亚稳相进而产生一种复杂的显微组织而被强化。在合金中不同的析出序列主要取决于比值以及合金中的含量，用单一的析出模式不足以表现各种条件下的时效特征。合金元素的影响铝合金中的析出过程是受扩散控制的。在较低的时效温度下，平衡相很难从过饱和固溶体中直接形核，一般是先形成过渡的亚稳相。在合金中所形成的不同相的析出类型和范围主要受合金元素、含量以及时效条件的影响。（）和的影响和是系合金中的主加元素。含有过量的合金，不仅析出序列发生了改变，而且析出物及相的析出温度降低【】。研究表明，随含量的增加，合金在和（固溶淬火预应变。×

31、;时效）条件下的屈服强度和抗拉强度增加，增加的强度与时效过程中析出的粒子有关“。东北大学博士学位论文第章绪论增大含量的主要作用就是提高析出物及”亚稳相的析出密度导致更高水平的强化；但也有文献报道对促进人工时效动力学作用不大，主要是通过影响时效初始硬度提高合金的烤漆硬化性】；在高过剩的合金中，由于峰值硬度通常与”到相的转变相连，使转变后的过剩而不足，因此进一步增加含量不会导致峰值硬度更多的改善【”，这就是说并不是合金中的越多，人工时效后的强度、硬度越高；粒子在晶界上的偏聚会增加晶间腐蚀的敏感性【】。含量对加工硬化指数行的影响很小，而对成形性的另外两个参数杯突值丘和断裂前的最小值（弯曲半径，板料厚

32、度）有不利影响，合金的拉伸变形能力，特别是弯曲能力随含量的增加而恶化【”。此外，能提高铸造和焊接流动性及耐磨性。总之，含有过剩的合金具有更好的机械性能，因此，重要的合金通常都含有过量的。具有一些与类似的作用。高过剩的一合金中的旷和两相的析出行为主要由含量控制。和强度的增加主要归因于从固溶体中更完全地脱溶，与增加的形成序列强化相所致；在高时，强度实际上就是由提供的最大限度消耗形成初始物的强化造成的【”。而合金的硬度与溶质原子集团产生的硬化作用有关，增大含量促进与合金中的形成更多的溶质原子集团而使硬度提高【】。另一方面，随含量的增加，由预时效（固溶淬火短时人工时效自然时效，简称）处理所产生的软化效

33、应会随之增大【”，这对冲压而言，较低的屈服强度有利于合金成形。此外，还能提高合金的抗蚀性和可焊性。（）的影响关于添加对合金的时效硬化的影响有若干种报道。一般认为是通过改变析出序列而提高时效硬化性的元素。添加能增加初始硬化速度【】，在预时效条件下，无的三元合金在烤漆条件下只观察到区，而在含的合金中才观察到析出，所以的添加主要是提高烤漆过程中”相的析出动力学，改善烤漆性”。较高的含量总是导致更细密的显微组织和更高的硬度，使合余的强度增加【。可促进预时效时原子集团的聚集过程，对后来的自然时效起到阻止和溶质原子迁移的作用，抑制室温下原子集团的形成【”，因而，加可减轻一合金因自然时效引起的对以后人工时效

34、硬化性的不良影响。但的研究【】指出，预时效的一一（）合金的烤漆硬化性并不因添加到合金中而提高，随着含量的增加，预时效的材料的烤漆硬化性呈下东北大学博士学位论文第章绪论降趋势。从不同含量合金的曲线上发现，形成”相的析出峰是重叠的，没有显示出反应动力学或峰值的差别，因而认为在高含量的材料中，较高的烤漆强度主要是或的初始强度造成的，对条件下提高材料的强化没有贡献。另一方面，的添加会使合金的抗蚀性下降。较高的含量可能对纤维腐蚀和晶间腐蚀具有更大的敏感性【娜。纤维腐蚀通常发生在涂层和底层之间，是存在于界面处的无深度的腐蚀破坏形式，纤维腐蚀往往引起烤漆后出现不雅观的浮泡、蠕状痕迹或成片剥落。欧洲汽车制造商为了控制腐蚀性能，一般要求低于，在日本甚至限制的更为严格。但这并不是说在高合金中纤维腐蚀破坏不能预防。相反，一些研究表明恰当的涂层能预防纤维腐蚀发生【】。当涂层没有