20min后將樣品取出立即做水淬處理，將固溶 水淬的樣品在室溫中放置兩周進行自然時效；? :將小正方形樣品放置高溫空氣爐中進行 570 °C*20min固溶處理，樣品取出后立即水淬，將固溶水淬的樣品馬上放入油浴爐中進行 170°C恒溫加熱處理，進行人工時效；iii將小正方形樣品放置高溫空氣爐中進行570°C* 20min固溶處理，樣品取出后立即水淬，將固溶水淬的樣品室溫放置兩周進行自然時效，然 后將自然時效后的樣品放入油浴爐中進行170°C恒溫加熱處理，再進行人工時效。
[0032]硬度測試是用MH-5L硬度計測試，載荷為500g且保壓時間為10s，每個樣品會在其 整個表面范圍內(nèi)取不少于10個點以確保數(shù)據(jù)的準確性，且誤差不超過±3%。差示掃描量熱 法(DSC測試)使用METTLER-1100LF儀器，測試時由室溫25°C升溫到500°C，升溫速率為10°C/ min。合金的微觀結(jié)構(gòu)是通過FEI Tecnai G2 F20FE透射電子顯微鏡觀察，透射樣品的制備 則是使用Struers TenuPol-5電解雙噴儀。
[0033]以下將對比實施例制備的合金簡稱A1，將實施例1制備的合金簡稱A2。
[0034]實驗結(jié)果：
[0035] 硬度測試：
[0036] 采用第一種時效方式"簡稱NA"的測試結(jié)果如圖1所示，由圖1可看出，A2合金的硬 度值在整個自然時效階段均低于基礎(chǔ)合金，即微量In的添加有效抑制了合金的自然時效， A2合金具有較低的T4態(tài)硬度，表明其具有良好的成形性。
[0037] 采用第二種時效方式"簡稱AA"的測試結(jié)果如圖2所示，由圖2可看出，A2合金的峰 值硬度（128.84HV)要略大于A1合金（126.30HV)，過時效階段A2的硬度值也要略高于A1合 金，表明微量In化合金可以保證合金具備足夠的強度，同時使合金獲得更好的熱力學(xué)穩(wěn)定 性。
[0038]采用第三種時效方式"簡稱NA+AA"的測試結(jié)果如圖3所示，由圖3可看出，經(jīng)過兩周 室溫存放后再進行人工時效，由于自然時效的有害作用，會使合金的整體硬度值下降。微量 In化合金的峰值硬度（110.28HV)仍略高于基礎(chǔ)合金（108.70HV)，并且過時效狀態(tài)的硬度值 也大于基礎(chǔ)合金。綜上可看出，微量In的添加可以有效的抑制合金的自然時效，促進人工時 效。
[0039] 拉伸測試：
[0040] 圖4表示不同時效狀態(tài)下兩種合金的屈服強度，圖中PB:烘烤硬化，170°030min; PA:峰值時效，170°C*6h，由圖4可看出，在烘烤硬化之前，A2合金的屈服強度明顯低于A1合 金，表明微量In的加入使得合金在T4態(tài)有較低的屈服強度及良好的成形性。在烘烤硬化之 后，微量In化合金的屈服強度則高于基礎(chǔ)合金，使得合金有良好的烘烤硬化性能。此外峰值 時效態(tài)的A2合金具有更高的屈服強度，比A1合金高出21.27Mpa。這些結(jié)果表明微合金元素 In的加入使得合金具有更加優(yōu)良的機械性能。
[0041 ]微觀結(jié)構(gòu)：
[0042] 通過對兩種合金的峰值時效組織進行TEM明場像表征(所有TEM圖像均是在〈100> A1方向上獲得的，微觀結(jié)構(gòu)測試如圖5所示，其中（a)表示A1合金，（b)表示A2合金，可圖5看 出，基體中分布著細小均勻的針狀β"相，β"相為合金的主要強化相。由圖像可以看出，微量 In的加入對析出相的形狀大小影響并不明顯，但通過統(tǒng)計分析，微量In化合金中的析出相 的長度要細小些，并且析出相的體積分數(shù)要大于基礎(chǔ)合金，這與硬度測試結(jié)果相吻合。表明 微量In的加入促進析出相的形成，提高了合金的析出強化作用。對微觀結(jié)構(gòu)進一步測定得 到如表1所示的數(shù)據(jù)：
[0043] 表 1 [00441
[0045] 表1數(shù)據(jù)可進一步論證以上結(jié)論。
[0046] 綜上可論證，微合金化In在鋁合金中具有重要作用，可以通過調(diào)控?zé)崽幚磉^程中 析出相的變化顯著的改變合金的微觀組織和力學(xué)性能，使合金同時獲得了良好的成形性和 強度。微量In在Al-Mg-Si合金中，通過調(diào)控?zé)崽幚磉^程中空位的禁錮和釋放，實現(xiàn)對自然時 效和人工時效動力學(xué)的調(diào)控，有效抑制自然時效對合金的消極作用，使合金獲得較低的T4 態(tài)屈服強度和較好成形性，并同時提高其烘烤硬化性能，令其具有優(yōu)良的綜合性能，有效解 決了困擾學(xué)術(shù)界和工業(yè)界多年的自然時效問題。
[0047] 實施例2
[0048] 微合金優(yōu)化的車身用Al-Mg-Si合金，所述合金按質(zhì)量百分比計由以下組分組成： Mg: 1.09%; Si :0.71 % ;Mn:0.061 % ;Fe :0.13% ; In:0.06% ;其余為A1。制備方法與實施例1 所示相同；
[0049] 實施例3
[0050] 微合金優(yōu)化的車身用Al-Mg-Si合金，所述合金按質(zhì)量百分比計由以下組分組成： 1% :1.11%;51:0.69%;]?11:0.063%小6 :0.11%;111:0.21%;其余為厶1。制備方法與實施例1 所示相同；
[0051 ]實施例2及實施例3也具有較低的T4態(tài)屈服強度和較好的成形性。
[0052]最后說明的是，以上優(yōu)選實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管通 過上述優(yōu)選實施例已經(jīng)對本發(fā)明進行了詳細的描述，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以在 形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離本發(fā)明權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項】
1. 微合金優(yōu)化的車身用Al-Mg-Si合金，其特征在于，所述合金按質(zhì)量百分比計由以下 組分組成：Mg : 1 · 0-1 · 5wt .%;Si:0.5~1. Owt · % ; ; In: 〇-〇 · 5wt · % ;控制合金中Μη: < 0 · 5wt · % ; Fe < 0 · 2wt · % ;其余為Α1。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述微合金優(yōu)化的車身用Al-Mg-Si合金，其特征在于，所述合金按質(zhì) 量計由以下組分組成：Mg:1.15wt% ;Si:0.73wt% ;In:0.11wt% ;控制合金中Μη:《 0 · 5wt · % ; Fe < 0 · 2wt · % ;其余為Α1。3. 權(quán)利要求1或2所述微合金優(yōu)化的車身用Al-Mg-Si合金的制備方法，其特征在于，包 括以下步驟： 1) 原料準備:選取純鋁、純鎂、純In和Al-Si中間合金； 2) 熔煉:將所選原料加入電阻熔煉爐中融化； 3) 澆鑄:將步驟2)熔體澆鑄到模具中，冷卻得合金鑄錠； 4) 均勻化處理:將合金鑄錠以50°C/h的升溫速率加熱到400-450°C保溫2-5小時，然后 加熱到540-570°C保溫4-8小時； 5) 熱乳和冷乳：熱乳變形是在Φ 350兩輥熱乳機組上進行，開乳溫度為520-560°C，終乳 溫度低于300°C，然后對熱乳板進行冷乳處理得成品。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種微合金優(yōu)化的車身用Al-Mg-Si合金，所述合金按質(zhì)量百分比計由以下組分組成：Mg：1.0-1.5wt.％；Si：0.5～1.0wt.％；In0-0.5wt.％；控制合金中Mn：≤0.5wt.％；Fe≤0.2wt.％；其余為Al。在Al-Mg-Si合金中加入微量的In元素，微量In在Al-Mg-Si合金中，通過調(diào)控?zé)崽幚磉^程中空位的禁錮和釋放，實現(xiàn)對自然時效和人工時效動力學(xué)的調(diào)控，有效抑制自然時效對合金的消極作用，使合金獲得較低的T4態(tài)屈服強度和較好成形性，并同時提高其烘烤硬化性能，令其具有優(yōu)良的綜合性能，有效解決了困擾學(xué)術(shù)界和工業(yè)界多年的自然時效問題。
【IPC分類】C22C21/08, C22F1/047, C22C1/03
【公開號】CN105568088
【申請?zhí)枴緾N201610159991
【發(fā)明人】賈志宏, 翁瑤瑤, 丁立鵬, 劉瑩瑩, 劉慶
【申請人】重慶大學(xué)
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年3月21日