發(fā)布時間：2019-09-10 11:09

【摘要】：高溫鋁合金具有輕質(zhì),高強(qiáng)的特點,廣泛應(yīng)用于航空航天和汽車行業(yè),但是由于航空航天和汽車工業(yè)的飛速發(fā)展,對材料的強(qiáng)度和使用溫度有了更高的要求。高溫合金中的析出相一直是學(xué)者研究的熱點,本文也通過在6061鋁合金中添加Co和Ni,研究Co和Ni含量對合金析出相種類及形態(tài)的影響;然后對制備的新型合金進(jìn)行高溫拉伸試驗,測試合金的高溫強(qiáng)度并且研究析出相對合金高溫強(qiáng)度的影響機(jī)制;最后通過超聲重熔及引入Si C納米線對合金組織和性能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。本文通過Co和Ni粉球磨壓塊加入熔化的6061鋁合金和采用中間合金熔煉的方法引入Co和Ni元素,然后以510°C/2h和190°C/8h的工藝進(jìn)行固溶時效處理,Al9Co_2相510°C保持熱穩(wěn)定性。Co和Ni元素含量對合金中的析出相種類和形態(tài)存在影響。隨Co和Ni元素含量的提高,合金中漢字狀的Al5Fe Si轉(zhuǎn)變?yōu)榍驙詈蛪K狀的Al9Co_2相。然后轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)長棒狀和團(tuán)簇狀A(yù)l9Co_2,最后轉(zhuǎn)變?yōu)榇执蟮尼槧預(yù)l9Co_2和Al Ni相。析出相中Co和Ni的原子比例對析出相形態(tài)存在影響。合金在300°C和350°C的抗拉強(qiáng)度隨Co和Ni含量提高而提高。合金中Al9Co_2相在高溫下具有穩(wěn)定性,并且與基體存在良好的界面結(jié)合,隨著含量提高,阻礙位錯和晶界移動效果更加顯著。400°C,Al9Co_2與基體結(jié)合變?nèi)?基體軟化,析出相阻礙位錯和晶界移動效果下降,強(qiáng)度提升效果不明顯。在斷裂過程中,長棒狀析出相還起到裂紋偏轉(zhuǎn)和裂紋鈍化的作用,從而提高合金強(qiáng)度。超聲重熔可以改變晶粒組織和析出相形態(tài)及分布,本文通過超聲重熔后合金的晶粒得到一定程度的細(xì)化,合金中細(xì)長棒狀A(yù)l9Co_2相增多。由于析出相分布更加彌散,同體積分?jǐn)?shù)下析出相與基體結(jié)合面積更大,增強(qiáng)了界面結(jié)合,合金在400°C時合金強(qiáng)度得到提高。添加Si C納米線后合金中析出相Al9Co_2尺寸變小,Si C納米線存在于基體和析出相中,部分連接了基體和析出相,增強(qiáng)了兩者的界面結(jié)合同時還增強(qiáng)了基體強(qiáng)度。在高溫下析出相仍能起到很好的阻礙位錯和晶界移動的效果,并減少基體弱化。添加Si C納米線后未擠壓時效態(tài)合金在300°C含量為2wt.%Co和2wt.%Ni的合金強(qiáng)度達(dá)到215MPa,在400°C達(dá)到124MPa。
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文l3CuNi 相和 S(CuMgAl2)相。對于 Al-Cu 系合金研究最多的為hou[12]研究了在 Al-Cu-Mg 系合金中添加 0.14wt.%-0.57wt.%引入，增強(qiáng)了 Ω 相的抗粗化能力，圓盤狀的 Ω 相在高溫下中析出相的邊界具有很好的隔離作用，從而保證了析出相的在 300°C 時仍然觀察到了合金中析出相含量下降，從而導(dǎo)致。Ag 含量越高合金的強(qiáng)度越高，然而其沒有研究更高含量能的影響。肖代紅[13]在高溫鋁合金 Al-5.3Cu-0.8Mg(wt. Ag，合金中生成了六方薄片狀的 Ω 相，這種析出相穩(wěn)定性比 Al2Cu 相優(yōu)越。

圖 1-2 不同成分 Al-Si-Cu-Mg 合金析出相形貌[16]a) 原始合金；b) 0.4wt.%Ni；c) 0.4wt.%Zr；d) 0.4wt.%Ni+0.4wt.%Z圖 1-3 Al 12Si 3.8Cu 2Ni 1Mg 合金中析出相析出情況[18]出相隨 Ni 和 Cu 元素含量變化情況；b) 不同元素的溶解度隨溫度的變[19]研究了以 Al-12Si-3Cu(wt.%)為基體的合金，合金中添加 N，在不同的溫度下合金析出不同的析出相，，其結(jié)果如圖 1-4
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2533995