连续挤压Al-Mg铝合金组织与性能的研究

论文摘要

铝镁合金具有中等强度，加工性能好，焊接性能优良，在电气工业上的应用相当广泛。本文旨在探究连续挤压技术制备铜包覆铝镁合金芯杆的可能性。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜、透射电子显微镜（TEM）及拉伸试验研究Cu元素及连续挤压工艺对铝镁合金组织与力学性能的影响。（1）在Al-Mg铝合金中添加少量Cu元素后，Cu在Al-Mg合金中生成θ（Al2Cu）和S（Al2CuMg）两个强化相，强化相抑制再结晶晶粒的长大，细化晶粒，提高其强度和塑性；目标合金成分为Al-（1.1～1.3）Mg-0.2Cu；添加铜元素后的铝镁合金伸长率提高5%，抗拉强度提高22%，屈服强度提高18.2%，断口形貌观察中可看到更深的韧窝；铝铜镁合金的板条状组织比铝镁合金的板条状组织略微细化，退火后组织较为稳定，明显长大的晶粒较少；第二相析出增多，形状较为规则、颗粒细小，均匀分布；未添加Cu元素时，第二相粗大，形状非规则，分布不均匀，存在粗大的Si、Fe等杂质元素的团聚物。（2）连续挤压工艺下，材料经受连续大剪切变形，变形温度较高，发生动态回复与动态再结晶，位错密度减少，合金组织中的强化第二相、杂质、不溶物破碎后均呈细小分散状分布，有效钉扎位错，比拉拔－退火工艺获得更均匀的组织和细小晶粒，同时消除了铸造缺陷，其延展性提高。连续挤压的抗拉强度有所降低，伸长率高于拉拔－退火工艺态合金，断口形貌观察中可看到尺寸均匀的等轴韧窝，韧窝深度比拉拔－退火工艺的深。拉拔变形时晶粒沿拉拔方向拉长，拉拔过程中位错增殖，位错密度较高。在拉拔－退火工艺下，合金中同时存在变形与回复再结晶组织，加剧了合金组织的不均匀性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 Al-Mg 铝合金概述
• 1.2.1 合金元素与杂质对 Al-Mg 铝合金性能的影响
• 1.2.2 Al-Mg 铝合金覆铜导线的特点及应用
• 1.3 铝材连续挤压技术的特点与发展现状
• 1.3.1 铝材连续挤压技术的发展概述
• 1.3.2 连续挤压原理
• 1.3.3 Conform 连续挤压特点及技术难点
• 1.4 铜包覆铝镁合金线材的铝芯杆生产工艺
• 1.4.1 传统铝芯杆生产工艺
• 1.4.2 Conform 铝材连续挤压生产工艺
• 1.5 本文的研究目的、研究内容及技术路线
• 1.5.1 本论文研究目的及意义
• 1.5.2 本论文研究的主要内容
• 第2章 实验材料、设备及方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 实验设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 实验研究流程
• 2.3.2 拉拔—退火
• 2.3.3 连续挤压
• 2.3.4 金相试样制备
• 2.3.5 拉伸试样制备及力学性能测试
• 2.3.6 断口形貌（SEM）观察
• 2.3.7 透射电镜（TEM）观察
• 第3章 Cu 元素对 Al-Mg 铝合金组织与性能的影响
• 3.1 金相显微组织分析
• 3.2 力学性能检测分析
• 3.3 扫描断口形貌观察与分析
• 3.4 透射电镜显微组织分析
• 3.5 本章结论
• 第4章 加工工艺对 Al-Mg 铝合金的影响
• 4.1 金相显微组织分析
• 4.2 力学性能检测分析
• 4.3 扫描断口形貌观察与分析
• 4.4 透射电镜显微组织分析
• 4.5 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢