Al-1.04Mg-0.85Si铝合金热变形行为及组织、性能研究

论文摘要

为了提高合金的加工性能,降低生产成本,主要以6061合金为基础,通过降低Cu含量,同时添加Mn、 Cr、Zn等元素,设计出A1-1.04Mg-0.85Si铝合金。研究了合金的均匀化工艺；采用热压缩模拟试验研究了合金的高温变形行为,建立和分析了合金的热加工图。通过晶间腐蚀,极化曲线等测试方法,借助OM, SEM和TEM,进一步探索了热处理制度对合金组织、力学性能及腐蚀性能的影响,主要的研究结果如下：（1）合金过烧温度为574.5℃,最佳均匀化工艺为（550℃,24h）,在此条件下,合金中的非平衡低熔点共晶组织和Mg2Si相基本溶入基体,晶界上的部分β-Al5FeSi相转变成α-Al8Fe2Si相。（2）合金热压缩,变形温度一定时,随应变速率增加,真应力增加；真应变速率不变,提高变形温度真应力降低；合金热压缩变形激活能Q值为170.878kJ/mol,其流变应力可用下述方程表示：（3）合金加工图中存在一个动态回复峰区：320-400℃和0.001-0.005s-1,峰值效率为27%；失稳区发生在温度310～390℃、应变速率0.01-10s-1范围,应避免在失稳区加工。（4）合金最佳热处理制度是：固溶温度540℃,固溶保温时间45min,人工时效温度165℃,时效时间9h。合金在该制度下的抗拉强度达到305MPa,屈服强度为276.7MPa,延伸率为16.2%。（5）合金晶间腐蚀倾向明显,峰时效状态下,合金腐蚀最为严重,过时效次之,欠时效最弱。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝及铝合金
• 1.2 Al-Mg-Si系铝合金
• 1.3 Al-Mg-Si系铝合金的均匀化热处理
• 1.4 合金高温热变形行为
• 1.4.1 真应力-真应变曲线
• 1.4.2 本构方程
• 1.5 Al-Mg-Si系铝合金的性能及时效析出
• 1.5.1 合金元素
• 1.5.2 时效析出相
• 1.6 Al-Mg-Si系铝合金的晶间腐蚀
• 1.7 本论文研究的目的与内容
• 第二章 实验内容
• 2.1 合金成分
• 2.2 工艺路线
• 2.3 性能检测
• 2.3.1 硬度测量
• 2.3.2 室温拉伸
• 2.3.3 晶间腐蚀
• 2.3.4 极化曲线
• 2.4 微观组织分析
• 2.4.1 DTA分析
• 2.4.2 SEM观察与EDX分析
• 2.4.3 金相观察
• 2.4.4 TEM观察
• 第三章 合金均匀化处理
• 3.1 实验方法
• 3.2 铸态合金组织及分析
• 3.3 铸态合金的DTA分析
• 3.4 均匀化态合金的组织分析
• 3.4.1 不同均匀化温度下合金的金相组织
• 3.4.2 不同均匀化处理时间的组织
• 3.4.3 均匀化对合金元素分布的影响
• 3.4.4 均匀化对合金物相转变的影响
• 3.4.5 合金均匀化过程中的硬度变化
• 3.5 分析与讨论
• 3.6 本章小结
• 第四章 合金高温热变形行为研究
• 4.1 实验方法
• 4.2 合金真应力-真应变曲线
• 4.3 变形后合金的显微组织
• 4.4 合金流变应力方程的建立
• 4.5 加工图的绘制与分析
• 4.6 变形激活能
• 4.7 本章小结
• 第五章 合金热处理工艺研究
• 5.1 固溶温度对合金组织性能的影响
• 5.2 固溶时间对合金组织性能的影响
• 5.3 时效制度对组织性能的影响
• 5.4 正交实验
• 5.4.1 实验设计
• 5.4.2 实验结果与极差分析
• 5.4.3 固溶温度和时效温度对力学性能影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 热处理制度对合金腐蚀性能的影响
• 6.1 晶间腐蚀
• 6.2 合金极化曲线
• 6.3 分析与讨论
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间主要研究成果