预应变和预时效对Al-Mg-Si合金烘烤硬化性能的影响

　　近年来，Al-Mg-Si合金由于其出色的轻量化、抗腐蚀性、优良的成形性和烘烤硬化性能，作为汽车车身板材得以广泛应用[1−2]。通过适当的热处理工艺来控制板材烘烤前的强度，以便合金具有良好的成形性，而经烘烤后提高强度，满足车身板强度要求。常规的T4状态的6xxx系铝合金薄板由于自然时效硬化，烘烤前强度较高，不利于冲压成形。且受烘烤时间的限制，时效后处于欠时效状态，不能有效提高车身构件的强度[3−4]。已有研究表明[5−8]，固溶淬火后进行预时效处理能有效提高板材的烘烤硬化性能，预时效可以改变合金的析出特性，从而抑制自然时效过程中原子团簇的形成，加速烘烤过程中β″相的析出。另外，预应变对于沉淀相的形核和长大的激活能有很大影响[9−10]，固溶淬火后引入预应变同样能有效抑制自然时效过程中原子团簇的形成，加快烘烤时β″相的形成速度，提高烘烤硬化性能[11−12]。目前，关于单纯采用预时效和预应变抑制自然时效，提高烘烤强度的研究较多，但采用预应变结合预时效的预处理工艺后，对材料性能变化及与微观组织结构间关系的研究工作还未见大量报道。

　　本文作者通过比较6016铝合金经170℃预时效3，5，10min、和5%预应变及预应变后预时效3种预处理工艺对自然时效及烘烤硬化的影响，研究预应变后预时效的预处理工艺的作用及最佳预处理工艺。

　　1 实验

　　实验材料成分如表1所列。合金铸锭经均匀化退火、热轧和冷轧得到1.2mm厚板材。经(550℃，30min)固溶处理后水淬。将试样分为4类：固溶试样、预时效试样、预应变试样、预应变后预时效试样。固溶试样为固溶水淬后没有任何预处理的试样;预时效试样经固溶水淬后在170℃预时效3、5、10 min;预应变试样经固溶水淬后预应变5%;预应变后预时效试样经固溶水淬及5%预应变后在170℃预时效3、5、10min。所有试样均在室温下自然时效10d后在180℃烘烤30min。试样命名原则如下：PSxPAy，表示预应变x%，预时效ymin。例如PS0PA5表示预应变0%、预时效5min的试样(即预时效试样)，PS5PA5表示预应变5%加预时效5min的试样(即预应变后预时效试样)。

　　按照HGBT228—2002 标准制备拉伸试样，标距宽度和长度是4和25mm。拉伸试验在计算机控制的型号为SHIMADZUAG-X 10KN拉伸仪上进行。硬度测试使用MH−3型显微硬度仪，载荷质量500g，加载持续时间为15s。DSC(Differential scanningcalorimeter，示差扫描量热法)在METTLED公司的TGA/DSC1/1100LF型上进行，通入氩气保护，升温速率是10℃/min。

　　2 结果与分析

　　2.1 预处理工艺对自然时效的抑制