中国汽车工程学会汽车材料分会第24届学术年会优秀论文——材料性能研究

  • Cr元素对6061铝合金腐蚀行为及腐蚀损伤敏感性的影响

    毛佩;吴子彬;冯志鑫;陈万杰;长海博文;张波;

    为研究Cr含量对6061铝合金微观组织、力学性能及晶间腐蚀行为的影响,进行拉伸和晶间腐蚀测试,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、光学显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)观察测试结果。结果表明:Cr元素促使铸态下的β-AlCrSi相向β-Al(CrFe)Si相转变,并在双级均匀化处理后于晶界附近形成大量亚微米级的α-Al(CrFe)Si弥散相。随着Cr含量的增加,弥散相密度逐步提高,晶粒得到有效细化。此外,Cr显著提升了6061铝合金的晶间腐蚀抗力,降低了力学性能在腐蚀环境下的损伤敏感性。其中,质量分数为0.15%的Cr合金表现出最优的综合性能,在常规状态下抗拉强度超过260 MPa,经24 h预腐蚀后性能下降幅度约为2.3%。

    2026年01期 No.445 1-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 2552K]
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  • 轻量高强Ti-Zr基形状记忆合金的超弹性研究

    李双磊;杨佳仪;原思宇;王旭;

    为探究间隙氧固溶强化对轻质Ti-Zr基形状记忆合金力学性能与超弹性的影响,以Ti-40Zr-8Nb-2Sn(原子数分数,%)合金为基体,通过添加0.2%(原子数分数)氧并分别进行550℃/30 min单步退火及600℃/10 min退火+300℃/60 min时效的两步热处理,利用室温拉伸试验、X射线衍射(XRD)及透射电子显微镜(TEM)等表征其力学行为与微观组织。氧掺杂使合金屈服强度由540 MPa提升至805 MPa,可回复应变由2.5%增至3.7%。经2步热处理后,合金组织细化,屈服强度进一步提高至870 MPa,可回复应变达4.6%,同时保持16%的断裂延伸率。显微分析表明,其β基体中形成了纳米尺度的等温ω相。间隙氧固溶与两步热处理诱发的纳米ω相协同强化,能有效提高Ti-Zr-Nb-Sn-O合金的强度并优化其超弹性。

    2026年01期 No.445 15-20页 [查看摘要][在线阅读][下载 1487K]
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  • 基于高通量热力学计算的低密度钢合金化设计

    安欣;杨雨童;黄诗尧;宣辰;王卓;

    基于高通量热力学计算研究了全奥氏体Fe-Mn-Al-C低密度钢的成分设计,以及Nb和Mo元素对κ-碳化物的影响规律。结果表明,Fe-Mn-Al-C系低密度钢在Mn质量分数12%~35%、Al质量分数5%~15%、C质量分数0.6%~2.5%成分区间可获得全奥氏体组织,计算结果在典型成分范围的基础上进一步增加了Al含量,从而实现密度降低;Nb的最佳添加量应随Al含量调整,少量添加Nb(≤1.2%质量分数)可通过形成NbC相抑制κ-碳化物的析出,同时维持较宽的全奥氏体区间;当Al质量分数小于13%时,Mo的添加(≤4%质量分数)可提高κ-碳化物的形成能从而抑制其形核与生长,同时扩大全奥氏体区间并降低其起始温度。

    2026年01期 No.445 21-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 1099K]
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  • 隔膜导热性对电池安全性能的影响

    常晨;邓文文;刘丹丹;熊芬;李径亮;

    为改善新能源汽车动力电池内部温度环境、提升电池安全性能,将芳纶纳米纤维(ANF)与ZnO纳米片包覆的Al_2O_3微球(Al_2O_3@ZnO)复合、抽滤、热压后制得高热稳定性、高导热性的ANF/Al_2O_3@ZnO复合隔膜。耐热性较高的ANF保障了复合隔膜在超200℃高温下的形貌完整性。ZnO包覆层桥接了相邻的Al_2O_3微球,构建了连续的导热网络,可将ANF/Al_2O_3@ZnO复合隔膜的热导率提升至1.04 W/(m·K),应用此隔膜的电池在恶劣的温度环境下仍然能保持高比容、低衰减以及优异的循环稳定性。

    2026年01期 No.445 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 2198K]
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  • 奥氏体化温度和保温时间对B1500HS板热镀锌层组织及力学性能的影响

    樊良伟;

    通过扫描电子显微镜结合能谱分析(SEM+EDS)和X射线衍射(XRD)分析结合单轴拉伸试验探究了工业生产的B1500HS热镀锌(GI)层在奥氏体化过程中的显微组织演化规律及其对板材力学性能的影响。结果表明,在880~930℃的加热范围内且保温时间为3~7 min的条件下:GI镀层的主要成分由Γ相(Fe3Zn10)和α-Fe(Zn)相构成;随着保温时间从3 min延长至7 min,Γ相含量逐渐减少,转而形成单一的α-Fe(Zn)相;在较高温下长时间保温会导致镀层面出现氧化膜覆盖现象,其中Mn元素向表面积聚并富集于最外侧氧化膜内;单轴拉伸结果显示,不同奥氏体化条件下的试样抗拉强度差异较小;综合考虑断裂延伸率等因素后发现,当加热温度为900℃且保温时间为3 min时获得的最佳综合机械表现为抗拉强度达1 566 MPa,断裂总延伸率为6.5%。该研究表明合理选择奥氏体化参数可有效平衡GI镀板的耐腐蚀性和机械加工特性。

    2026年01期 No.445 37-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1620K]
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  • 汽车内饰仿麂皮摩擦色牢度性能提升研究

    王佩珊;周忠保;王明伦;彭小娟;秦晨;

    针对无纺结构的仿麂皮在汽车内饰应用中耐摩擦色牢度不足的问题,基于六西格玛IDOV流程理论,运用质量屋工具,确定仿麂皮关键技术指标与材料生产工艺之间的关系。从原料纺丝、针刺无纺、含浸聚氨酯、减量开纤、染色到磨毛后整理,对仿麂皮生产全工艺流程进行解析,设计上色工艺调整方案。通过对染色剂与固色剂比例、染色时间等关键参数进行调整,开展样品试制验证、方案优化再验证等性能提升措施,在确保仿麂皮绒毛风格与手感不受影响的前提下,将仿麂皮面料的耐摩擦色牢度沾色性能从2~3级提升至4级及以上,满足了汽车内饰的材料性能要求。该性能提升方案已应用在国产仿麂皮生产工艺中,相较于进口仿麂皮,可缩短材料生产周期,同时降低材料成本。

    2026年01期 No.445 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 1209K]
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  • 汽车轻量化用先进高强钢开发进展

    邱木生;阳锋;刘华赛;韩赟;滕华湘;白振华;

    为提升汽车轻量化水平,某钢企系统开发了高强度双相钢(DP)、复相钢(CP)、高扩孔钢(HE)、增强成形性双相钢(DH)以及相变诱导塑性贝氏体铁素体钢(TBF)等一系列先进高强钢,强度级别覆盖780~1 470 MPa,已实现批量生产。成功开发出抗拉强度达1 500 MPa级的双相钢;推出HC660/780CP与HC900/1180CP等高屈强比复相钢;推出多镀层类型的DH钢系列产品,在复杂零件和“多合一”零件一体化制备中优势明显;研制兼具高扩孔率和优良弯曲性能的HE钢;开发兼具超高强度和高成形性的TBF钢,且在缓解TBF钢点焊过程中的液态金属脆化(LME)问题上取得突破。

    2026年01期 No.445 53-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 1750K]
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生产现场

  • 新能源车载D形异型密封圈的性能数值分析

    黄崇洋;董飞;徐正杰;刘春宁;罗英哲;

    为探究D形异型密封圈结构参数对其密封性能与稳定性的影响,以新能源汽车电池包冷却系统快换接头为研究对象,建立D形密封圈的轴对称有限元模型。基于Mooney-Rivlin超弹性本构模型,以密封圈宽度w为变量,系统分析其在流体压力作用下的密封路径接触应力与抗冲出能力。结果表明:随着w从2.0 mm减小至1.2 mm,密封圈稳定性显著提升,抗冲出压力由0.17 MPa增至1.11 MPa;密封性能同步增强,初始密封压力由1.25 MPa提高至3.45 MPa,且密封路径1的接触应力始终高于路径2。研究结论表明,适当减小密封圈宽度有助于提升其综合密封性能。

    2026年01期 No.445 63-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1016K]
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材料应用

  • 锻铣铝合金轮毂弯曲疲劳试验仿真判据研究及应用

    夏书乐;李明磊;苑胜龙;翟龙;孟晓贺;田晓虎;

    为制定合理的锻铣轮毂的仿真判据,以锻铣铝合金轮毂为研究对象,利用金相显微镜、扫描电子显微镜及能谱仪(EDS),首先观察锻铣前后铝合金轮毂轮辐位置的组织变化,发现铣加工破坏了锻造形成的纤维状结构,使大量晶界裸露在产品表面。其次,研究了锻铣轮毂弯曲疲劳失效行为,发现疲劳主裂纹起源于材料表面,呈放射状向内部扩展,裂纹源区无杂质元素;次生裂纹萌生于裸露的晶界,开始时发生沿晶界扩展,随着裂纹扩展加深,发生混合扩展。最后,采用名义应力法对锻造轮毂的S-N曲线进行修正,得到了锻铣轮毂的S-N曲线,并将该曲线得到的应力判据应用于新产品试制中,仿真准确率高于98%。

    2026年01期 No.445 68-72页 [查看摘要][在线阅读][下载 1141K]
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