论文题目: 电解低钛铝合金在变形6063合金中的应用研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 凝聚态物理
作者: 马润香
导师: 霍裕平,谢敬佩
关键词: 电解低钛铝合金,晶粒细化,变形合金,组织性能,热处理
文献来源: 郑州大学
发表年度: 2005
论文摘要: 钛对铝合金的组织和性能具有重要影响。在电解生产铝锭的过程中加钛是一种工艺简单,价格低廉的加钛新方法。把电解低钛铝合金应用于铸造合金,而不再添加中间合金细化剂,可以提高合金性能。把电解低钛铝合金应用于变形合金的研究还未见报道,把电解低钛铝合金应用于变形合金的研究是十分必要的。6063合金是一种低合金含量的Al-Mg-Si系合金。本文进一步研究了电解低钛铝合金的细化效果及细化机理,用电解低钛铝合金配置6063合金,研究了该合金的晶粒细化、微观组织、热处理工艺及力学性能,主要研究结果如下: 本文系统研究了电解低钛铝合金的细化效果,分析了细化机理,提出了晶粒细化模型。当电解低钛铝合金锭中含有0.04%钛时,铸锭截面就变成等轴晶粒,随着钛含量的增加,晶粒逐渐细化。当钛含量为0.204%时,已达到最佳细化效果。试验和热力学计算表明,电解低钛铝合金中含有Al3Ti相和TiC相,呈块状,位于晶粒中心,都是铝结晶时的有效晶核。以原子形式存在的钛具有抑制晶粒生长的作用。电解低钛铝合金的晶粒细化是Al3Ti、TiC和原子形式存在的钛共同作用的结果。 本文从金属凝固的角度推导出晶粒尺寸和影响因素之间的数学关系式。对试验数据拟和,得出了电解低钛铝合金晶粒尺寸与钛浓度的关系为:r（C）=-1069.97ln[（29C-0.248）/（29C）]+121.73um,在低于0.16%Ti浓度时,理论计算结果和试验测量结果有较好的一致性。 本文对比研究了电解加钛,Al—5Ti和Al—5Ti—B中间合金加钛及电解加钛再加Al—B中间合金对6063合金的细化效果及细化效果的衰退。电解加钛6063合金的细化效果优于加Al—5Ti的细化效果;当合金中含有硼时,电解加钛再加Al—B中间合金的细化效果优于Al—5Ti—B中间合金的细化效果。保温2小时后,电解加钛6063合金的晶粒稍有增大,衰退效果不明显;而用Al—5Ti细化的6063合金晶粒明显长大,出现了明显的衰退效果。保温4个小时后,用Al—5Ti—B中间合金及电解加钛再加Al—B中间合金细化的6063,均没有出现晶粒细化衰退现象。
论文目录:
摘要
英文摘要
目录
第一章 绪论
1．1 铝及铝合金的强化方法
1．2 铝及铝合金晶粒细化的研究现状
1．2．1 钛对铝及铝合金的晶粒细化
1．2．2 含钛晶粒细化剂的研究及应用现状
1．2．3 钛对铝及铝合金晶粒细化的机理
1．3 电解低钛铝合金的研究进展及现状
1．3．1 电解生产铝钛中间合金
1．3．2 电解生产铝硅钛多元合金
1．3．3 电解生产低钛铝合金
1．4 变形 Al-Mg-Si合金的组织、工艺和性能
1．4．1 变形 Al-Mg-Si合金的化学成分及力学性能
1．4．2 变形 Al-Mg-Si合金沉淀强化相 Mg_2Si的析出过程
1．4．3 变形 Al-Mg-Si合金的热处理制度
1．5 本文研究的目的和主要研究内容
第二章 试验内容及方法
2．1 试验内容
2．1．1 电解低钛铝合金的晶粒细化
2．1．2 6063变形合金的晶粒细化
2．1．3 6063变形合金的组织、工艺和性能
2．2 试验方法及过程
2．2．1 试验所用原材料
2．2．2 合金化学成分的测定
2．2．3 铝及铝合金的晶粒细化
2．2．4 铝合金的熔配
2．2．5 合金的微观组织分析
2．2．6 力学性能分析
2．2．7 合金的耐蚀性试验
第三章 电解低钛铝合金的晶粒细化
3．1 电解低钛铝合金的细化效果
3．2 电解低钛铝合金中含钛相的形成及结构分析
3．2．1 钛在电解过程中的析出原理
3．2．2 电解低钛铝合金中钛相的形貌及分布
3．2．3 铝钛相的形成和细化效果分析
3．2．4 含碳钛相的形成和细化效果分析
3．3 电解低钛铝合金的细化机理
3．3．1 包晶反应理论
3．3．2 抑制晶体生长理论
3．3．3 TiC粒子理论
3．4 电解低钛铝合金晶粒细化的模型
3．4．1 金属及合金凝固过程的基本规律
3．4．2 等轴晶的形成原理
3．4．3 Al-Ti合金成分过冷模型的建立
3．4．4 相对晶粒尺寸计算模型的建立
3．4．5 模型的应用与讨论
3．4．6 模型的验证
3．5 本章小结
第四章 电解低钛6063合金晶粒细化研究
4．1 合金元素对铝晶粒的影响
4．1．1 金属及合金凝固过程的基本规律
4．1．2 合金元素对铝晶粒的影响
4．2 电解加钛和中间合金加钛对6063合金的细化作用
4．2．1 电解低钛铝合金及中间合金中含钛相的形貌
4．2．2 不同加钛方式对6063合金的细化效果
4．2．3 电解低钛6063合金晶粒细化机理
4．3 不同加钛方式对6063合金细化的衰退研究
4．3．1 细化衰退效果
4．3．2 细化衰退机理
4．4 本章结论
第五章 电解加钛6063合金的组织、工艺和性能研究
5．1 电解加钛6063合金的化学成分
5．2 均匀化处理对电解加钛6063合金铸态组织及加工性能的影响
5．2．1 电解加钛6063合金的铸态组织
5．2．2 均匀化处理对铸态组织及加工性能的影响
5．3 固溶处理对电解加钛6063合金组织的影响
5．3．1 合金的固溶热处理
5．3．2 固溶处理对电解加钛6063合金组织的影响
5．4 电解加钛6063合金的时效硬化特性
5．4．1 6063合金的时效析出原理
5．4．2 电解加钛6063合金的时效硬化特性
5．4．3 微量 Ti对时效硬化特性的影响
5．5 电解加钛6063合金挤压态的微观组织
5．5．1 电解加钛6063合金的基体沉淀相
5．5．2 电解加钛6063合金的晶界沉淀相
5．5．3 电解加钛6063合金的晶间无沉淀带
5．6 电解加钛6063合金的力学性能
5．6．1 电解加钛6063合金的强化机制
5．6．2 单级时效对电解加钛6063合金的组织及力学性能的影响
5．6．3 预时效对电解加钛6063合金的组织及力学性能的影响
5．6．4 Ti对电解加钛6063合金的组织及力学性能的影响
5．7 电解加钛6063合金的表面处理
5．7．1 6063合金的表面处理工艺
5．7．2 热处理工艺对6063合金表面质量的影响
5．7．3 合金元素对6063合金表面质量的影响
5．7．4 Ti对6063合金表面质量的影响
5．7．5 6063合金的阳极氧化及着色处理
5．7．6 6063合金的封孔处理
5．7．7 6063合金表面质量的评定
5．8 本章小结
第六章 国内6063合金的组织与性能对比研究
6．1 电解加钛与熔配加钛6063合金的组织及性能对比研究
6．1．1 研究合金的化学成分
6．1．2 研究合金的微观组织对比
6．1．3 研究合金的力学性能对比
6．1．4 分析讨论
6．2 国内6063合金的组织与性能对比研究
6．2．1 研究合金的化学成分
6．2．2 研究合金的微观组织对比
6．2．3 研究合金的力学性能对比
6．3 本章结论
第七章 结论
参考文献
在读期间发表的主要论文
致谢
发布时间: 2005-10-25
参考文献
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- [2].钛铝合金气雾化及其烧结成形的组织与相结构[D]. 杨冬野.哈尔滨工业大学2015
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