車(chē)用鋁合金邊部品質(zhì)對(duì)邊部破裂的影響

與鋼制材料相比，鋁合金材料具有更低的密度，因而逐漸被應(yīng)用在汽車(chē)工業(yè)中，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化，改善燃油效率。但是在鋁合金材料加工過(guò)程中，復(fù)雜的失效模式阻礙了其在汽車(chē)上的大規(guī)模應(yīng)用。在鋁合金材料的多種失效模式中，沖壓過(guò)程產(chǎn)生的材料邊部破裂是最為常見(jiàn)的失效模式。因而，改善鋁合金材料的加工過(guò)程，需要對(duì)其邊部破裂進(jìn)行詳細(xì)分析。

一般認(rèn)為鋁合金邊部破裂主要是由于鋁合金板材沖壓成形時(shí)，板料沖裁后，其邊緣部分出現(xiàn)品質(zhì)下降，如微裂紋、毛刺等，使得材料邊部變形能力顯著下降，導(dǎo)致后續(xù)成形時(shí)材料邊部出現(xiàn)破裂。以厚度為2mm的AA5754鋁合金原材料制造板件沖壓試樣，分析邊部品質(zhì)對(duì)邊部破裂的影響。試驗(yàn)采用一個(gè)雙攝像頭三維數(shù)字圖像相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行。試驗(yàn)時(shí)，首先對(duì)寬度為10mm的鋁合金板件進(jìn)行邊部預(yù)拉伸，模擬沖壓過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)變，預(yù)拉伸時(shí)設(shè)定應(yīng)變分別為5%、10%和直至拉斷3種。采用顯微鏡分別觀察預(yù)拉伸后試樣的邊部微觀結(jié)構(gòu)；之后利用砂紙對(duì)試樣邊部進(jìn)行拋光處理，用來(lái)消除產(chǎn)生的裂紋、毛刺等，提高其邊部品質(zhì)；最后利用數(shù)字圖像相關(guān)法對(duì)處理后試樣的邊部進(jìn)行觀察，并對(duì)試樣進(jìn)行拉伸測(cè)試。結(jié)果顯示，拋光處理后的試樣在拉伸測(cè)試中并沒(méi)有表現(xiàn)出拉伸強(qiáng)度的改善。因而，認(rèn)為拋光處理對(duì)材料邊部破裂沒(méi)有影響，推測(cè)邊部品質(zhì)可能對(duì)邊部破裂也沒(méi)有影響，要證實(shí)這一推測(cè)結(jié)果，還需要進(jìn)一步研究。

Eduardo Bustillos et al. SAE 2016-01-0416.

編譯：李臣