發(fā)布時間：2020-06-21 23:09

【摘要】：可熱處理強化的6xxx系(Al-Mg-Si(-Cu))合金由于其具有密度小、綜合力學(xué)性能、焊接性能和成形性能好等特點,被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,例如航天航空、汽車、高鐵、地鐵。通常認(rèn)為不含Cu的6xxx系鋁合金具有良好的抗腐蝕性能,含Cu的6xxx系鋁合金抗腐蝕性能較差。Al-Mg-Si-Cu合金在實際服役過程中會受到各種應(yīng)力,并且在沿海區(qū)域或雨霧天氣工作時又易受腐蝕介質(zhì)的侵蝕。在這個過程中Al-Mg-Si-Cu合金容易發(fā)生晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕,從而嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命,更危及到生產(chǎn)建設(shè)人員的生命財產(chǎn)安全。隨著交通運輸行業(yè)的快速發(fā)展,人們對鋁合金抗腐蝕性能的要求越來越高,因此探尋能夠提高Al-Mg-Si-Cu合金抗腐蝕性能的工藝是非常重要的。本文采用硬度測試、慢應(yīng)變速率拉伸實驗、晶間腐蝕實驗和TEM表征等手段,系統(tǒng)地研究了傳統(tǒng)T6工藝、形變時效工藝、回歸再時效工藝(RRA)、雙級時效工藝(T78)對Al-Mg-Si-Cu合金抗應(yīng)力腐蝕性能和抗晶間腐蝕性能與顯微結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果如下:(1)經(jīng)過傳統(tǒng)T6工藝處理的合金有嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕敏感性。與T6工藝相比,形變時效工藝既能大幅提高合金的強度,又能有效提高合金的抗應(yīng)力腐蝕和抗晶間腐蝕性能,T78工藝、RRA工藝能在保證合金強度的同時有效提高合金的抗應(yīng)力腐蝕性能和抗晶間腐蝕性能。(2)對于經(jīng)過傳統(tǒng)T6工藝處理的合金,晶內(nèi)主要形成的是針狀β″相。由于β″相幾乎不含Cu,Cu原子均勻地分布在基體中或晶界析出相處,從而使基體和晶界析出相電位較高,增加了與電位較低的PFZ之間的電位差,因此合金具有嚴(yán)重的腐蝕敏感性。(3)形變時效工藝中,預(yù)時效可以調(diào)控合金的硬度和抗腐蝕性能,預(yù)時效處理為峰值人工時效時合金獲得了硬度和抗腐蝕性能的最優(yōu)結(jié)合。冷軋引入的高密度位錯有效提高了合金的硬度;晶內(nèi)析出大量納米級富Cu的板條狀Q"相或彎曲連續(xù)狀析出相,消除了晶界析出相的形成,并大大降低了基體與PFZ之間的電位差,顯著提高了合金的抗腐蝕性能。自然時效、欠人工時效和峰值人工時效預(yù)處理的合金晶內(nèi)析出程度依次增大,合金的抗腐蝕性能依次升高。(4)形變時效工藝中,再時效處理的溫度對合金抗腐蝕性能的影響并不明顯,其主要原因是不同溫度的再時效時間均選擇為峰值時效時間,導(dǎo)致合金內(nèi)析出程度相似,從而導(dǎo)致合金的抗腐蝕性能相似。(5)經(jīng)RRA工藝與T78工藝處理后,合金晶內(nèi)析出相主要為板條狀析出相,還有少量的針狀析出相。含Cu板條狀析出相消耗了大量Al基體中的Cu,使基體與PFZ之間的電位差明顯降低,因此提高了合金的抗腐蝕性能。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG146.21;TG166.3
【圖文】：

飽和固溶體會發(fā)生脫溶致使合金的強度得到提升，而稱為時效處理。經(jīng)固溶處理和淬火處理后，將合金放自然時效，將合金放在室溫以上某一溫度保留一定時時效或者人工時效處理的合金，其強度都會有所提高出相或者原子團(tuán)簇能夠起到阻礙位錯運動的作用。當(dāng)時，如圖 1.1b 所示，位錯可以切過團(tuán)簇并和它一起發(fā)礙，因此提高了合金的強度。當(dāng)位錯無法切過該析出因受到阻礙而變得彎曲，當(dāng)外應(yīng)力不斷增加時致使位在析出相附近形成一個位錯環(huán)，形成位錯環(huán)之后位錯動受到阻礙致使材料的強度得到提升，如圖 1.1a 所示l-Mg-Si-Cu 合金最重要的強化方法，它的析出規(guī)律隨著度及時間等因素的改變而改變，例如熱處理可改變合布。由此可見熱處理工藝不同會導(dǎo)致合金出現(xiàn)不同的

圖 1.2 6xxx 系鋁合金析出序列[6]-Cu 合金的腐蝕形式料與周圍的環(huán)境或介質(zhì)間形成了相互的作用而引所說的腐蝕通常指的是金屬因發(fā)生腐蝕而損壞，學(xué)或電化學(xué)或物理作用，而產(chǎn)生的性能衰退和破化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕，鋁合金主要發(fā)將腐蝕分為局部腐蝕及全面腐蝕，局部腐蝕又包晶間腐蝕、剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕等[25過更換材料來防止事故的發(fā)生，但局部腐蝕由于其潛在危害程度遠(yuǎn)高于全面腐蝕。為了防止和延備工藝，調(diào)整合金成分及組織，改變合金內(nèi)部的還可以通過在材料表面添加涂層，對材料表面預(yù)料內(nèi)部不受腐蝕[26]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳吉華;邰輝輝;嚴(yán)紅革;田翔宇;尹航;周雄鵬;馬昭婕;;擠壓對Mg-Zn-Sn-Al合金力學(xué)性能和腐蝕行為的影響[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2015年12期

2 張永軍;;鋁合金汽車板性能與應(yīng)用分析[J];世界有色金屬;2015年12期

3 陳辛波;杭鵬;王葉楓;;電動汽車輕量化技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];汽車工程師;2015年11期

4 顧媛;陳江華;劉春輝;朱東暉;劉力梅;陶冠輝;;預(yù)變形對Al-Mg-Si-Cu合金時效硬化和顯微結(jié)構(gòu)的影響[J];金屬學(xué)報;2015年11期

5 羅先甫;查小琴;鄭國華;張利娟;趙陽;;時效工藝對2000系高強鋁合金慢應(yīng)變速率拉伸性能的影響[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2015年04期

6 鄭傳波;益幗;高延敏;;高強鋁合金應(yīng)力腐蝕及氫滲透行為研究進(jìn)展[J];腐蝕與防護(hù);2013年07期

7 韓方圓;崔令江;;鋁合金板材在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2013年03期

8 李祥亮;陳江華;劉春輝;馮佳妮;王時豪;;T6和T78時效工藝對Al-Mg-Si-Cu合金顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[J];金屬學(xué)報;2013年02期

9 劉萬雷;常新龍;張有宏;賴建偉;;鋁合金應(yīng)力腐蝕機(jī)理及研究方法[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2013年01期

10 寧康琪;彭北山;盛志敬;寧愛林;;高強鋁合金的強化機(jī)制[J];邵陽學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊修波;Al-Zn-Mg(Cu)合金的熱處理、微觀結(jié)構(gòu)與性能研究[D];湖南大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李祥亮;Al-Mg-Si-Cu合金腐蝕特性與顯微結(jié)構(gòu)間關(guān)系的研究[D];湖南大學(xué);2013年

本文編號：2724789