复合添加Mn, Cr, Sr对6016铝合金组织与性能影响研究

"复合添加Mn, Cr和Sr对车身用6016合金组织与力学性能的影响 (2014年)" 这篇论文是2014年发表在中南大学学报(自然科学版)上的科研成果，研究了复合添加微量元素锰（Mn）、铬（Cr）和锶（Sr）对6016铝合金在汽车车身应用中的组织结构和力学性能的改进。6016铝合金常用于汽车车身板，其性能直接影响车辆的安全性和耐用性。 研究方法包括硬度测试、室温拉伸实验、差示扫描量热法（DSC）分析、光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）等，全面考察了这些微量元素的添加效果。研究发现，Mn、Cr和Sr的复合添加能够显著细化合金固溶处理后的再结晶晶粒，并改变合金内部第二相的类型和分布。 具体而言，添加0.17% Mn、0.089% Cr和0.022% Sr（均为质量分数）对6016合金的T4状态（固溶处理后未进行人工时效）的塑性影响较小，但在时效硬化过程中，合金的硬化速度加快，峰值硬度和时效态的强度均有所提升。经过模拟烤漆处理后，合金的屈服强度和抗拉强度分别提高了27.8%和18.2%，屈服强度增加了30 MPa，显示出了更优异的机械性能。 论文进一步揭示，Mn和Cr起到了弥散强化的作用，增强了合金的整体强度。而Sr的加入改变了合金的热力学平衡条件，促进了富含铁的相（如β相转变为α相）的转变，使得过剩的硅含量增加。这导致β″相的析出活化能从105.7 kJ/mol降低到94.2 kJ/mol，使得β″相能更均匀地弥散析出，从而有效地改善了合金的力学性能。 关键词涉及到6016铝合金、激活能和烤漆硬化值，表明研究不仅关注合金成分的改变，还关注这些改变如何影响加工过程（如模拟烤漆）以及由此产生的硬化效果。 该研究揭示了Mn、Cr和Sr复合添加在优化6016铝合金微观结构和提升其力学性能方面的潜力，对于汽车制造业和材料科学领域具有重要的实践意义，可以为提升汽车车身材料的性能提供新的思路。