對(duì)于汽車鋁合金零件有一些專門的疲勞性能的要求。由于疲勞試驗(yàn)具有周期長(zhǎng)、費(fèi)用昂貴等特點(diǎn)，因此，該試驗(yàn)勢(shì)必會(huì)影響項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)周期，同時(shí)也使零件的成本上升，降低了在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。本項(xiàng)目正是基于這種市場(chǎng)背景下與汽車公司聯(lián)手，對(duì)鋁合金原材料、成形和處理工藝以及相關(guān)性能之間的關(guān)系進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和研究。目前，有關(guān)鋁合金靜態(tài)性能的研究已經(jīng)較為成熟，但有關(guān)汽車用零部件疲勞性能的資料并不是很多，尤其鋁合金材料、加工工藝、材料微觀組織、常規(guī)力學(xué)性能與疲勞性能之間的關(guān)系尚未見(jiàn)到相關(guān)的研究報(bào)道，如果不能掌握這些關(guān)鍵性的理論和實(shí)踐問(wèn)題，將無(wú)法有效地設(shè)計(jì)材料和制定加工工藝，會(huì)嚴(yán)重地影響到鋁合金零部件的出口進(jìn)程。圍繞汽車鋁合金零部件材料的疲勞特性開(kāi)展了系統(tǒng)的研究工作。通過(guò)研究，主要得到了以下結(jié)論：
1、al-mg-si系鋁合金的強(qiáng)度隨著mg、si元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，當(dāng)?shù)教砑拥膍g2si為大于1.4%左右時(shí)基本保持不變。疲勞強(qiáng)度也隨著mg、si元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，當(dāng)?shù)教砑拥膍g2si為大于1.2%左右時(shí)開(kāi)始下降。
2、添加cu元素后，合金的耐熱性能有所提高；當(dāng)cu含量一定時(shí)，隨著含mg2si量的提高，強(qiáng)度不斷得到提高，但當(dāng)含mg2si量達(dá)到1.2%后，便開(kāi)始下降；疲勞強(qiáng)度隨著mg2si元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增加，當(dāng)其含量大于1.0%左右時(shí)開(kāi)始下降。cu和mg2si的綜合作用使al-mg-si系合金的時(shí)效峰值硬度提高，硬度峰出現(xiàn)的時(shí)間提前；對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響，表現(xiàn)為更大的增幅和更大的降幅。
3、在時(shí)效過(guò)程中，合金的電阻升高，達(dá)到峰值后降低，zui后下降緩慢。合金元素含量越多，合金電阻率越高。
4、通過(guò)熱處理工藝的優(yōu)化，得出6082合金*的熱處理工藝為：540℃×1h＋170℃×8h，在保證不過(guò)燒的前提下，合金的強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度都會(huì)隨著固溶溫度的提高而升高。
5、通過(guò)6082合金的形變熱處理研究發(fā)現(xiàn)：固溶后的冷變形使時(shí)效峰值提前出現(xiàn)，并隨著變形量的增加，時(shí)效峰進(jìn)一步提前，同時(shí)出現(xiàn)過(guò)時(shí)效的時(shí)間也提前；固溶中的形變處理使合金的強(qiáng)度和延伸率隨著壓下量的增加而上升，當(dāng)壓下量大于20%以后，材料的強(qiáng)度變化不大，但是延伸率進(jìn)一步提高。
6、通過(guò)對(duì)鋁合金疲勞裂紋萌生、擴(kuò)展的機(jī)制的初步研究，發(fā)現(xiàn)：無(wú)論是通過(guò)調(diào)整合金元素的比例還是通過(guò)后續(xù)的處理工藝，鋁合金材料疲勞壽命的長(zhǎng)短主要取決于裂紋源的萌生，裂紋源擴(kuò)展是非?？焖俚?，雖然不同狀態(tài)的合金都有不同的裂紋擴(kuò)展速度，但這種擴(kuò)展速度的差異并不大，且對(duì)整個(gè)疲勞壽命而言可以忽略不計(jì)。
7、疲勞試樣表面局部塑性變形產(chǎn)生的凹凸棱是疲勞裂紋表面萌生的主要原因，通過(guò)提高材料的整體抗塑性變形的能力或者通過(guò)試樣表面強(qiáng)化，從而提高材料表面的光潔度和致密度，降低疲勞裂紋源萌生的幾率，這樣才可以大大地提高合金的疲勞壽命。