新型耐蚀铝合金制备工艺研究

论文摘要

在工业化生产条件下,采用半连续铸造、热加工技术制备了新型耐蚀铝合金材料。采用热加工模拟、热塑性、硬度和电导率测试方法,室温拉伸、金相和电子显微分析方法研究了新型耐蚀铝合金的力学性能、显微组织结构及其变化。研究结果表明,新型耐蚀铝合金的Mg应当控制在中上限,取6.0%～6.2%,Mn应当控制在中限,取0.3%,Sc和Zr含量应当控制在0.25%和0.12%。Sc以Al-2%Sc中间合金的形式在铝锭熔化后熔体温度达到800℃以上时加入;新型耐蚀铝合金最佳精炼工艺由炉内熔体精炼净化和炉外在线精炼净化组成。炉外在线精炼净化需要在精炼净化装置中始终通入惰性气体,且保证气泡均匀细小,确定了合金熔铸工艺参数;新型耐蚀铝合金高温压缩变形时的流变应力取决于变形温度和变形速率,流变应力随变形温度的升高而降低,随变形速率的提高而增大;流变应力先随应变速率的增加迅速升高,达到应力峰值后逐渐下降,随后趋于稳态流变,表现出动态回复的特征;新型耐蚀铝合金350℃420℃是安全的热加工温度,样品表面不会产生热裂纹,而415℃440℃变形温度下,则需在10-3s-1和10-2s-1低应变速率下,才能保证样品表面不产生热裂纹;随热塑性实验温度的升高,新型耐蚀铝合金的高温瞬时强度不断降低,塑性升高,350℃400℃变形抗力较低,热塑性较好;铸锭加热温度越高,热加工开裂的几率越大,新型耐蚀铝合金合宜的热加工温度为400℃420℃。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 铝镁系合金研究概况
• 1.3 合金元素对铝镁系合金的影响
• 1.3.1 微量添加元素的影响
• 1.3.2 稀土元素的影响
• 1.4 SC 和ZR 在AL-MG 系合金中的作用
• 1.4.1 Al-Mg-Sc 合金组织特征.
• 1.4.2 钪与铝镁系合金中元素的相互作用.
• 1.4.3 钪对铝合金组织与性能的影响
• 1.5 AL-MG 系合金的熔铸工艺特点
• 1.5.1 合金的吸氢和氧化倾向
• 1.5.2 元素Na 引起的脆性
• 1.5.3 铸锭裂纹及羽毛晶
• 1.6 铝合金热轧显微组织
• 1.6.1 动态回复
• 1.6.2 动态再结晶
• 1.6.3 静态回复与静态再结晶
• 1.6.4 影响热轧显微组织的主要因素
• 第2章 材料制备与试验方法
• 2.1 材料的制备与试验方案
• 2.2 合金成分设计
• 2.2.1 合金名义成分设计
• 2.2.2 合金成分优化研究
• 2.3 合金板材的制备
• 2.3.1 合金熔铸工艺研究
• 2.3.2 热加工工艺研究
• 2.4 合金性能测试
• 2.4.1 硬度测试
• 2.4.2 室温拉伸力学性能测试
• 2.4.3 合金电导率测试
• 2.5 合金组织观察
• 第3章 合金成分研究
• 3.1 合金成份对力学性能的影响
• 3.1.1 主成分Mg 的影响
• 3.1.2 微量添加元素的影响
• 3.1.3 杂质元素Fe 和Si 的控制
• 3.2 微量元素的添加工艺
• 3.3 本章小结
• 第4章 熔铸工艺研究
• 4.1 精炼及净化除气工艺研究
• 4.1.1 铝熔体精炼原理和方法
• 4.1.2 铝熔体炉外精炼净化试验.
• 4.1.3 分析与讨论
• 4.2 铸造工艺研究
• 4.2.1 铸造温度和速度的确定
• 4.2.2 圆铸锭液面自动控制漏斗
• 4.3 本章小结
• 第5章 热加工工艺研究
• 5.1 高温等温压缩变形研究
• 5.1.1 真应力-真应变曲线
• 5.1.2 不同热变形条件下样品表面状态
• 5.1.3 不同热加工模拟制度下的组织
• 5.2 铸锭坯料热塑性研究
• 5.2.1 铸锭坯料高温瞬时拉伸力学性能
• 5.2.2 不同温度下合金的拉伸断口特征
• 5.2.3 不同温度下合金的电子显微组织
• 5.3 分析与讨论
• 5.3.1 变形温度对流变应力的影响
• 5.3.2 应变速率对流变应力的影响
• 5.3.3 材料常数的求解
• 5.3.4 新型耐蚀铝合金的热加工温度范围
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢