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1、Z分类号 密级U D C. 编号中 南 大 学CENTRAL SOUTH UNIVERSITY硕硕 士士 学学 位位 论论 文文论 文 题 目 汽车用 5182 铝合金温变形行为 及其拉深成形性能的研究 学科 、专业 材料加工工程 研究生姓名 黄 电 源 导师姓名及专业技术职务 王孟君 教授 原原 创创 性性 声声 明明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中
2、作了明确的说明。作者签名： 日期： 年 月 日关于学位论文使用授权说明关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名： 导师签名： 日期： 年 月中南大学硕士学位论文 摘要摘 要轻质材料在汽车上的应用已成为当前汽车工业研究的热点问题。 5182 铝合金具有优良的力学性能和成形性能，是一种能应用到汽车 车身的轻质材料。本文开展了 5182 铝合金温变形行为及其拉深成形 性能的研究，为进一
3、步开发和优化 5182 铝合金车身板提供依据。 通过单向温拉伸实验对 5182 铝合金在变形温度为 50300、 应变速率为 0.0010.1s-1范围内的流变应力行为进行了研究，得到了 合金的真应力真应变曲线。采用改进后的 Fields-Backofen 方程， 并拟合应变硬化指数 n、应变速率敏感性指数 m 和材料强度系数 C，建立了 5182 铝合金板在不同变形温度和应变速率下的本构方程。 通过金相显微镜、扫描电镜以及透射电镜对温拉伸后的组织和断口 进行了观察分析，揭示了温变形过程中的动态回复和动态再结晶行 为。 通过 5182 铝合金板材的温拉深成形实验，研究了其温成形性能 及工艺，并
4、分析了拉深试样的断裂行为。在变形温度为 250，压 边力为 3.0N/mm2，变形速率为 0.1mm/s，并采用半固体润滑剂进行 拉深变形时，5182 铝合金板可获得较优的拉深成形性能，拉深极限 比达 2.5。在拉深过程中，裂纹容易在凸缘圆角与直边所形成的过渡 区域相邻的直壁上产生和扩展，最终导致板料拉裂。 n 值是评估 5182 铝合金板拉深性能的最佳参数。在相同的变形 温度下，应变硬化指数 n 值越大，极限拉深比 LDR 越大；在不同的 变形温度时，LDR 与 n 值的变化规律主要取决于其塑性变形能力和 应变硬化能力两方面相互作用的结果。随着变形温度的增加，n 值 减小，LDR 值逐渐变大
5、，达到最大值；随后 n 值继续减小，而 LDR 值则逐渐变小。关键词：关键词： 5182 铝合金，温变形行为，拉深成形，本构方程，微观 组织，成形性能中南大学硕士学位论文 ABSTRACTABSTRACTLightweight materials in automotive applications have become a hot issue on the auto industry. 5182 aluminum alloy has become one of the automotive lightweight materials because of its excellent mec
6、hanical properties and forming properties. In this paper，the temperature deformation behavior and drawing performance of 5182 aluminum alloy were studied in order to provide the basis for the further development and optimization of 5182 aluminum body sheets. Through the simple temperature tensile te
7、st on the 5182 aluminum alloy in 50300temperature, 0.0010.1s-1 strain rate stress range， temperature tensile deformation behaviors were explored. The true stress- strain curves were obtained. Using the improved Fields-Backofen equation and fitting the values of n， m and C， the constitutive equation
8、of 5182 aluminum alloy was established on different deformation temperature and strain rates. Through the microscope， scanning electron microscopy and transmission electron microscopy， the Microstructure and fracture after deformation were observed and analyzed. Dynamic recovery and recrystallizatio
9、n in the process of temperature deformation were studied. Furthermore, through the warm drawing experiments, the paper has researched the warm forming performance and technology of 5182 aluminum alloy, and analyzed its fracture behavior of the drawing process. Under the technological condition of fo
10、rming temperature 250， blank holder force 3.0N/mm2， drawing speed 0.1mm/s and semi-solid lubricant， 5182 aluminum alloy can gain optimum drawing performance， and the drawing limit ratio (LDR) can reach 2.5. In the drawing process， the cracks in the flange fillet with straight edge have formed and ex
11、panded by the transitional region adjacent the straight wall， which eventually led sheet fracture. The strain hardening index value (n) is the best parameter to assess the drawing performances of the 5182 aluminum alloy sheet. In the same deformation temperature， greater the n value is， greater the
12、drawing limit ratio (LDR) is. However, in different deformation temperature, the forming performance of 5182 aluminum alloy sheet depends mainly on the result of the interaction between plastic deformation ability and strain hardening capacity. With the increase in temperature deformation, n values
13、decrease, but LDR values become bigger gradually and reach the maximum. Subsequently, n values continue to decrease, but LDR values begin to decline gradually.Key words: 5182 aluminum alloy, warm deformation behavior, drawing, constitutive equation, microstructure evolution, forming properties中南大学硕士
14、学位论文 目录I目 录第一章 文献综述11.1 引言.1 1.2 汽车用铝合金板的发展及研究现状.2 1.2.1 国内外的发展概况2 1.2.2 2000 系和 6000 系汽车用铝合金板3 1.2.3 5000 系汽车用铝合金板3 1.2.4 汽车用铝合金板存在的问题4 1.3 汽车用铝合金板成形特性.5 1.3.1 铝合金板材成形的分类6 1.3.2 铝合金板材的成形性能8 1.3.3 提高铝合金板成形性的特殊成形法10 1.4 铝合金的温拉伸变形行为.11 1.4.1 流变应力-应变曲线特征12 1.4.2 本构方程的研究12 1.4.3 微观组织演变14 1.5 铝合金板材温成形工艺的
15、研究现状.16 1.5.1 温度组合模式的影响16 1.5.2 压边力的影响16 1.5.3 润滑条件的影响17 1.5.4 其他成形条件的影响17 1.6 本课题研究的目的和意义.18第二章 实验过程与方法192.1 实验方案.19 2.2 实验材料及其制备.20 2.3 温拉伸实验.20 2.4 微观组织观察.21 2.4.1 金相组织（OM）观察.21 2.4.2 拉伸断口形貌（SEM）观察.21 2.4.3 透射电镜（TEM）观察.21 2.5 温成形实验.21第三章 5182 铝合金温拉伸变形行为的研究.243.1 真应力真应变曲线24 3.2 本构方程的建立.26 3.2.1 本构模型的选择26 3.2.2 材料常数的计算与拟合27 3.2.3 计算结果与实验结果比较31 3.3 微观组织分析.31
