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４我国汽车铝合金车身板的研究方向
４．１存在问题 铝合金没有在汽车上大规模应用是因为其价格 比钢高（约为钢的２倍）和铝板的冲压成型性能比钢
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标。可见钢的总延伸率８最大，说明钢在伸过程中变形最大。而在一般情况下，冲压成形都在板材 的均匀变形范围内进行，故均匀伸长率８。对冲压成 形性有重要的意义。６０００系的均匀伸长率乱最 大，说明６０００系板材的极限变形程度最大。５０００ 系的硬化指数ｎ值最大，说明５０００系板材的冲压性 能最好。板厚方向系数７则是钢的最大。另外，杯 突值ｍ和１８０。弯曲半径（ｏｔ）都是钢的最大。数据 表明，铝合金的冲压成形性能与钢相比，已基本上接 近钢的性能，甚至某些方面已超过钢材，因此可以代 替钢作为汽车车身板材。而对于铝合金来说，２０００ 系抗蚀性，５０００系的勒德斯线和桔皮效应都不尽人 意。所以６０００系Ａ１一Ｍ矿Ｓｉ铝合金受到了关注。
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合金中抗拉强度对矿相与∥相的比率非常敏感［５］。
３．２合金元素对６帅系合金组织和性能的影响 Ｓｉ和Ｍｇ是６０００系合金中最重要的合金元素， 它们形成了强化相Ｍｇｚ Ｓｉ，其平衡重量比为Ｍｇ：Ｓｉ ＝１．７３。据研究嘲每增加ｏ．１％Ｍ＆ｓｉ可使强度峰 值增加５ＭＰａ，同时延伸率有少量增加。每增加ｏ．
６．１５０℃／５ｍｉｎ＋ＮＡ＋１８０℃／３０疵 Ｔｌ砣ｄｋ ｏｆ ｈｅｄ｝ｎ，阻ｎｎｅ呲ｐｒ捌ｕｒ鹳仰ｔｅｒ商ｌｅ
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固溶后进行预拉伸可充分发挥６０００系车身板 的油漆烘烤效应，使其在短时间烘烤达到峰值时效 状态。预拉伸一方面产生形变强化，另一方面增加 ｒ相的密度，产生沉淀强化。研究表明，６０００系铝 合金经５％预拉伸＋自然时效＋人工时效可获得良
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板差等的缘故。这些同题将随着科技的发展、社会 的进步而得以解决口］。首先，随着冶炼技术的进步， 生产率的提高，铝锭价格不断下降。各国政府和人 民对节能、环保的要求及激烈的市场竞争也迫使汽 车厂商降低利润而采用更多的铝合金；其次，针对冲 压性能不如钢板的问题可分为两个方面来研究，一 是通过材料学的研究合理地优化各合金元素的配 比，通过各元素的相互作用来提高合金的性能，二是 改进工艺手段如热处理工艺、轧制工艺、模具设计等 来提高它的冲压成型性能。 ４．２研究方向 我国汽车用铝合金板材还处在研制、引进、吸收 和消化阶段，急需开展以下几个方向的研究工作： （１）通过优化６０００系合金成分、各种加工工艺，尤 其是利用我国直接电解的Ａ卜ｓｉ．Ｔｉ多元合金，制造 出具有较好冲压性能的板材；（２）系统地研究铝合 金板材的成分、显徽组织、力学性能与冲压性能之间 的关系；（３）应用ＡＮＮ（人工神经网络）实现材料制
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景，指出了新型Ａｌ－Ｉ岈ｓｉ基合金是今后汽车车身板研究应用的一个重点，它具有强度和塑性的良
好组合，耐蚀性优良，易着色等优点；此外，还列出了汽车铝合金车身板研究应用中存在的成本高和 成型性差等问题，提出了我国开发高性能且具有特色的汽车铝舍全车身板材的研究方向。 关键词：汽车车身板；Ａ卜Ｍｇ＿ｓｉ基合全；研究现状
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・１２・
的主要减重措施。达到同样的力学性能指标，铝比 钢轻６０％。仅在汽车内外板上用铝台金来代替传 统钢板就可使整车减重大约４７％。承受同样冲击， 铝板比钢板多吸收冲击能５０％。铝合金汽车也以 其节能降耗，利于环保，铝合金零部件回收率高，安 全舒适，工序减少，装配效率高，燃油效率高，相对载 重能力大等优点而倍受青睐。表ｌ为美、日、德三国 及全球轿车用铝量的变化。 汽车车身是汽车中重量最大的部件，约占汽车 总重量的３０％。所以汽车车身的铝合金化对减轻 汽车自重具有重要的意义，也是近几年来国外研究 的一个热点。
襄ｌ美、日、镶轿车用铝量的变化
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第２５卷第５期 ２００１年５月
机械工程材料 Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｆｏｒ Ｍｅｃｈ蚰ｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖ０１．２５
Ｎ０．５ ２００１
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汽车铝合金车身板材的研究现状及发展趋势
关绍康，姚波。王迎新 （郑州工业大学材料科学与工程系，河南郑州４５０００２） 摘要：综述了国内外汽车铝合金２０００、５０００和６０００系车身板的研究进程、应用现状覆发展前
１３０（１１） 一
１ｌｏ（９～１０）１６０（１５～２０）
２铝合金汽车车身板的分类及特点
用在汽车车身板的铝合金主要有Ａｌ—Ｃｕ－Ｍｇ （２０００系）、Ａ１－Ｉ订ｇ（５０００系）和Ａｌ—Ｍｇ—ｓｉ（６０００系）。 ６０００系Ａ１－ｌ以ｇ＿Ｓｉ合金具有强度和塑性的良好 组合，综合性能优良。与钢板相比，６０００系一Ｔ４态 板材的屈服强度和抗拉强度相近，ｎ值超过钢板。 此外６０００系是可热处理强化合金，在冲压成型后经 油漆烘烤（ｂａｋｉｎｇ），性能可进一步提高，而且铝合金 板材还可直接利用原有的模具和生产线来加工。 ２０００系铝合金具有良好的锻造性，高的强度， 焊接性能好等特点。其强化相为ｃｕＭｇＡｌｚ。由于 ２０００系合金也是一种热处理强化合金，具有烘烤强 化效应，但其抗蚀性比其他工业铝合金差。 ５０００系铝合金中的Ｍｇ固溶于铝中，形成固溶 强化效应使该合金在强度、成型性和抗腐蚀性等方 面具有普碳钢板的优点，可用于汽车内板等形状复 杂的部位。但低Ｍｇ合金铸造性能相当差，其共晶 含量少，合金有明显的热脆性。５０００系的固溶强 化，使它还有两个明显的缺点：延迟屈服和勒德斯 线。另外，当晶粒尺寸＞１００ｐｍ时，板材易出现桔 皮效应。与６０００系相比，在喷漆退火后其屈服强度 ｏ。下降，而６０００系的屈服强度％上升Ⅱ］，见图２。 表２给出了轿车车身传统用２０００、５０００、６０００ 系铝台金和钢的成形性能指标，主要为冲压性能指
万方数据
关绍康，等：汽车铝合金车身板材的研究现状及发展趋势
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图２喷漆遣火后屈服应力变化模型［２］
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图１车重与定速燃料效率的关系［１３
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中田分类号：ｕ４６３．８２＋１；ＴＧｌ４６．２＋１ 文献标识码：Ａ 文章鳙号：１０００．３７３８（２００１）０５＿００１２＿０３
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