异步轧制及热处理对Al-12.7Si-0.7Mg铝合金力学性能的影响

论文摘要

对于热挤压态的A1-12.7Si-0.7Mg变形铝合金,引入可产生附加剪切变形的非对称轧制方式,为该合金后续处理提供丰富的形变组织特征。在此基础上,进一步研究该合金的固溶时效过程,提高其力学性能,可实现铝硅合金部分取代变形6xxx系铝合金,节约铝资源、降耗减排放的绿色工业发展目标。本文首先采用正交试验法,研究了固溶时间、时效温度、时效时间及变形量四个因素中影响合金力学性能的最显著因素。然后分别在固溶前、固溶后和时效后对合金进行不同压下量的轧制,比较得出能同时改善合金强度和塑性的工艺模型。最后,在相同变形量和固溶处理的基础上,研究不同时效制度下合金A1-12.7Si-0.7Mg的力学性能。通过常温下的单向拉伸试验和显微硬度测试,测定并比较了不同工艺下合金的强度、延伸率和硬度值；然后应用了金相观察和拉伸断口的扫描,分析了显微组织的变化。结果表明：（1）对正交试验的结果采用直观分析法,在所选择的四个因素中,时效温度对合金力学性能的影响最为显著,且在同一压下量条件下,时效温度为180℃时,合金的力学性能最好。（2）通过不同模式的轧制和热处理研究,在固溶处理前轧制,更有利于改善合金的综合性能,且异步轧制工艺明显优于同步轧制工艺。（3）不同变形量对合金力学性能影响不同,当变形量约为50%时,合金力学性能的提高效果最为明显。（4）对挤压态的A1-12.7Si-0.7Mg合金进行48.2%的异步轧制,随后采用固溶处理（540℃×90min）和人工时效（180。℃×2.5h）后,合金的延伸率和抗拉强度可以分别达到10.87%和373MPa。与合金固溶时效前未轧制时的力学性能相比,此工艺可同时提高合金的强度和塑性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 铝合金概述
• 1.1.1 铝硅合金
• 1.1.2 变形铝合金
• 1.1.3 铸造铝合金
• 1.2 金属塑性变形及轧制理论
• 1.2.1 塑性变形
• 1.2.2 金属轧制理论
• 1.2.2.1 同步轧制
• 1.2.2.2 异步轧制
• 1.2.2.3 不同温度的轧制
• 1.3 铝合金热处理工艺
• 1.3.1 固溶淬火
• 1.3.2 时效处理
• 1.3.3 再结晶退火
• 1.4 本文研究目的及内容
• 第2章 实验内容与过程
• 2.1 实验材料
• 2.2 工艺制度及主要流程
• 2.2.1 主要流程
• 2.2.2 轧制工艺
• 2.2.3 固溶处理
• 2.2.4 人工时效
• 2.2.5 再结晶退火
• 2.3 实验实施方案
• 2.3.1 正交试验
• 2.3.2 不同模式的轧制及热处理
• 2.3.3 异步轧制50%后不同时效工艺
• 2.4 性能测试
• 2.4.1 单向拉伸试验
• 2.4.2 显微硬度测试
• 2.5 显微组织观察
• 2.5.1 金相组织观察
• 2.5.2 拉伸断口扫描
• 第3章 正交试验
• 3.1 异步轧制结果分析
• 3.1.1 力学性能
• 3.1.2 显微组织
• 3.2 同步轧制结果分析
• 3.2.1 力学性能
• 3.2.2 显微组织
• 3.3 本章小结
• 第4章 不同模式的轧制及热处理工艺的研究
• 4.1 固溶前轧制结果分析
• 4.1.1 异步轧制
• 4.1.2 同步轧制
• 4.1.3 同步轧制与异步轧制显微硬度的比较
• 4.2 固溶后轧制结果分析
• 4.3 时效后轧制结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 异步轧制50%后不同时效制度的研究
• 5.1 结果分析
• 5.2 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢