微量钒添加对汽车用高性能6系铝合金改性研究

摘要

6xxx(Al-Mg-Si)系铝合金有强度适中和成形性好等特性，被广泛应用于汽车结构件。随着汽车产品更迭及消费者对汽车安全的日益重视，传统6系型材性能已不能满足需求。添加过渡族元素，浇铸时快冷使其保留在α-Al基体中，随后经高温均质弥散析出，能有效增强铝合金的性能。该研究通过对6061铝合金成分进行调整并添加0.1 wt.%钒(V),采用三级均质工艺，再经热挤压变形后，进行时效处理，制备6系铝合金型材。利用扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸试验等手段对合金的微观结构和力学性能进行表征。结果表明，原始型材以粗大再结晶晶粒为主，添加V后，型材以细小再结晶以及发生部分再结晶的纤维状晶粒组织为主，其芯部再结晶分数由原始型材的62.7%降低到29.2%,平均晶粒尺寸从93μm细化到11.8μm。并且经均匀化处理，V形成的针状β-Al(FeMnCrV)Si相球化成α-Al(FeMnCrV)Si相。此外，型材(T6)比原始型材的抗拉强度和屈服强度分别提高31 MPa和20 MPa,延伸率提高6.1%。当挤压速度降低时，添加0.1 wt.%V型材近表层出现异常长大晶粒，型材屈服强度(YS)降低到与原始型材一致，但抗拉强度(UTS)比原始型材高。该研究突出了添加钒和均匀化处理在细化显微组织方面的有效性，但同时强调了优化挤压工艺以平衡力学性能的关键作用。

关键词

Al-Mg-Si / 钒 / 再结晶 / 力学性能 / 挤压速度