铝合金具有密度小、易回收、耐腐蚀等特点，已经成为汽车领域中不可或缺的轻量化金属材料。但是，铝合金本身的性能特征在很多方面存在很大的限制。因此，研究铝合金的材料性能及成型性能有重要意义。本文以刚挤出时室温环境下的6463铝合金为研究对象，通过硬度测试、力学性能测试和弯曲性能测试分析了自然时效状态下6463铝合金的材料性能。具体工作如下通过拉伸试验中的抗拉强度、规定塑性延伸强度、断后伸长率和硬度的一系列力学性能指标，对6463铝合金进行试验分析；对6463铝合金作自然时效状态下的弯曲性能测试及分析；对拉伸参数和弯曲参数作出对比分析，选出材料成型后稳定性最佳的时间段。关键词 铝合金，自然时效，力学性能，弯曲性能
目 录
1 引言2
1.1 研究的背景及意义 2
1.2 国内外对6xxx系铝合金的应用及研究现状2
1.3 课题的目的及主要内容 3
2 试验材料和试验方法3
2.1 试验材料 4
2.2 试验制备 5
2.3 性能测试及相关设备 5
2.3.1 材料硬度测试 5
2.3.2 拉伸试验 6
2.3.3 弯曲性能测试 7
2.4 本章小结 8
3 力学性能分析8
3.1 试样处理 8
3.2 铝合金的力学性能 8
3.2.1 拉伸参数变化趋势 9
3.2.2 拉伸参数曲线图 10
3.3 本章小结 11
4 弯曲性能分析11
4.1 弯曲参数变化趋势 11
4.2 弯曲力曲线图 12
4.3 本章小结 13
5 挤压及热处理工艺分析13
5.1 挤压加工 13
5.2 热处理工艺 14
5.2.1 在线淬火 14
5.2.2 自然时效 15
5.3 本章小结 16
结论17
致谢18
参考文献19
1 引言
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节能的需要，汽车轻量化已经是产品开发不可缺少的一部分。在这一过程中，铝合金以其独特的性能优势，成为汽车工业中应用最广泛的轻质金属材料。在此过程中，铝合金以其他独特的性能优势成为汽车行业中使用最多的轻量化金属材料。其目的均是在保证性能的前提下，通过使用更轻材料降低车重，实现环保和节能的功效。铝合金具有良好的加工性能，高的力学性能，强的塑性[1]，低密度及易回收等特点。
1．1 研究的背景及意义
铝工业的发展进程不到两百年，但因其密度小、易导热导电、耐蚀性好，且能与其他金属形成优质的铝基合金，因此铝合金的发展，已成为国富民强的重要材料。铝是一种轻金属，具有良好的强度和塑性，铝合金具有较好的强度。铝在导电性能上仅次于银和铜，用于制造各种导体。铝具有良好的导热性能，可用于各种散热材料。纯铝强度低，硬度低，塑性好，强度低，不适用于机械零件[2]。在铝合金中加入适量的合金元素，可以改变铝合金的显微组织，改善铝合金的性能。有优良加工成型性能和较高力学性能等的铝合金板材和较大尺寸块体材料[3]，铝合金的组织及微观结构细化与优化控制对提高其性能有重大作用。铝合金的研究致力于此方面等有关问题。
由于铝合金本身的性能,它已成为汽车领域中应用最快和最广的轻金属。现在,在铝型材上加入强化元素后，强度得到增强，重量轻，散热性能好。进一步扩大铝合金的应用范围，减轻了车身重量，提高了经济效益[4]。铝合金型材具有强度高、伸长率高、耐腐蚀性能好等特点，突破了普通铝合金建筑材料的限制。
1．2 国内外对6XXX系铝合金的应用及研究现状
铝合金的发展进程虽然历时短暂,但因其具有超然的优势:密度小、易导热和导电，已成为国家繁荣的重要材料。德国Muller公司研制的AlSiCuNiMg 合金具有良好的铸造性能、拉伸性能和抗蠕变性能[5]。并且它在汽车发动机活塞中得到了广泛的应用。最初的挤压铸造工艺是在摩擦压力机上进行的，但后来由于压力不足，铸件容易形成收缩孔、收缩孔和气泡[6]。经过几十年的发展,挤压铸造设备从模具清洗、喷涂、浇注、挤出到全自动化。其中,卧式HVSC和垂直立式VSC挤压压铸机系列在日本最成功[7]。中国汽车车身的铝化率与发达国家相比仍有较大差距,汽车车身用铝仍处于研发阶段。在我国,虽然在设计中使用的铝合金材料很少[8],但中国生产的铝合金板材不能满足使用要求。中国只有少数企业已大规模生产和应用铝合金车身。国内对铝合金的研究主要是针对国外已有的车身用铝合金板，进行合金化和组织性能的研究。主要包括以下两方面：优化合金成分及加工和热处理工艺；研究铝合金板材的成分、力学性能、显微组织和冲压性能之间的关系。
现代学者们可以通过直接试验或间接试验对板料的冲压性能进行研究分析。硬度试验、金相试验和拉伸试验为间接试验，模拟试验和物理试验为直接试验。板料性能参数与覆盖件的冲压成形性能有着密切的关系。铝合金锻件主要用于要求轻量化程度大的工业部门。铝合金锻件在汽车上的应用是最有前途的，汽车行业是铝锻件的最大用户。主要制成保险杠、底座大梁和其他一些小型铝合金锻件。模具工业中用铝合金锻件制作橡胶磨具、鞋模具及其他轻工业模具。
由于我国在汽车车身方面还处于研发阶段,国内生产的铝合金板材不能达到使用要求,从而导致国内大多数企业无法进行大批量生产。国内对汽车研究主要包括两方面:合金化和组织性能的研究,生产工艺的控制与研发。相比与国内,国外研发车身板用铝合金代替钢板已经取得了成功[9],目前研究重心主要放在铝合金本身的性能特征上面。
1．3 课题的目的及主要内容
就目前来看国内外在铝合金成型方面的研究很多，国内对铝合金的研究主要是针对国外已有的车身用铝合金板，进行合金化和组织性能的研究，以及生产工艺的控制与研发。但是铝合金本身的性能特征让它的使用存在很大的限制。
本课题主要是通过与拉伸试验相关的参数，探讨铝合金材料的成型性能在弯曲成型前后的变化。根据试验数据，判断在力学性能方面，抗拉强度、规定塑性延伸强度及断后伸长率，对铝合金材料易成型及成型的稳定性的影响。探讨6463型铝型材在弯曲前后的变化、是否容易成型及成型之后稳定性对型材的影响[10]。
2 试验材料和试验方法
通过材料性能测试、拉伸及弯曲性能的物理和模拟试验，可以得到自然时效状态下，放置于室温下的6463铝合金随时间变化的基本材料参数、拉伸参数及一系列弯曲参数[11]。本章节主要介绍了本课题研究所用到的试验材料及试验方法。

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