本文關(guān)鍵詞：等通道擠壓工藝對Al-Mg-Si合金組織及力學(xué)性能影響的研究

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【摘要】：近幾十年來,等通道擠壓技術(shù)被公認為使材料細化至亞微米級的最具有應(yīng)用前景的技術(shù)之一。它的原理是將多晶試樣多次壓入一個特別設(shè)計的模具中,經(jīng)過多次定向均勻的剪切變形,來實現(xiàn)巨大的剪切變形量而使晶粒細化的加工方法,在使晶粒的尺寸得到減小的同時,材料強度、硬度和變形能力等方面得到了顯著地增強,并獲得明顯的效果。本課題選用6063牌號的Al-Mg-Si合金作為等通道擠壓的研究對象,對比分析了擠壓道次和擠壓路徑對Al-Mg-Si合金組織(形貌、尺寸、分布狀況)的影響;根據(jù)合金力學(xué)性能的變化,分析了合金的強化機制;最后結(jié)合合金固溶時效強化的效果,優(yōu)化出最佳的工藝參數(shù)。研究結(jié)果表明:(1)經(jīng)過均勻化處理后的Al-Mg-Si合金的晶粒比較粗大且分布不均勻,晶界較為明顯。Al-Mg-Si合金經(jīng)過四道次等通道擠壓變形后,α-Al基體明顯得到細化,成為亞微米級晶粒,骨骼狀的第二相β(Mg2Si)也得到相應(yīng)的破碎,并且彌散的分布在基體中。(2)兩種不同擠壓路徑形成的組織存在著差異,經(jīng)過A路徑擠壓后,Al-Mg-Si合金α(Al)、β(Mg2Si)的尺寸相對細小,形成大角度的晶界較晚;而Bc路徑下晶粒的等軸性較高,組織的均勻性較好,大角度的晶界略多。(3)Al-Mg-Si合金經(jīng)過等通道擠壓后,隨著擠壓道次的增加,其擠壓力和抗拉強度都顯著增大,硬度呈先上升后下降的趨勢,各道次鋁合金的硬度與鑄態(tài)相比都顯著增大,延伸率也呈先上升后下降的趨勢,四道次時延伸率與鑄態(tài)時基本保持不變。Al-Mg-Si合金經(jīng)過A路徑和Bc路徑擠壓后,A路徑的擠壓力、硬度和抗拉強度整體上都比Bc路徑的略高,但延伸率比Bc路徑略低。(4)等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金隨著固溶溫度的升高,形成了大小均勻且致密的等軸晶,硬度呈先升高后降低的趨勢;隨著時效時間的增加,合金析出第二相β(Mg2Si)的數(shù)量增多,硬度和抗拉強度都呈先增大后降低的趨勢,延伸率在時效1h時達到最大,此后合金的延伸率則開始大幅度的下降,在時效8h時擠壓態(tài)鋁合金的抗拉強度和延伸率都比未時效時略高。(5)等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金的最佳固溶時效工藝參數(shù)為530℃×4h固溶+175℃×8h時效。
【關(guān)鍵詞】：等通道擠壓 Al-Mg-Si合金 組織演變 力學(xué)性能 固溶時效
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG379;TG146.21
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-21
• 1.1 等通道擠壓技術(shù)概述9-13
• 1.1.1 等通道擠壓技術(shù)的基本原理9-10
• 1.1.2 等通道擠壓影響因素簡介10-12
• 1.1.3 等通道擠壓技術(shù)特點12-13
• 1.2 等通道擠壓技術(shù)的應(yīng)用及展望13-17
• 1.2.1 等通道擠壓技術(shù)對材料的研究13-15
• 1.2.2 等通道擠壓技術(shù)在材料中的應(yīng)用15
• 1.2.3 等通道擠壓技術(shù)在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用15-16
• 1.2.4 等通道擠壓技術(shù)在實際生產(chǎn)中的展望16-17
• 1.3 Al-Mg-Si合金概述17-19
• 1.3.1 Al-Mg-Si合金相的組成及性能17-18
• 1.3.2 熱處理工藝對Al-Mg-Si合金的影響18-19
• 1.4 本課題主要研究的目的及內(nèi)容19-21
• 第二章 研究方案及實驗方法21-28
• 2.1 實驗方案21-22
• 2.2 實驗材料22
• 2.3 實驗設(shè)備22-23
• 2.3.1 熔煉設(shè)備22
• 2.3.2 擠壓設(shè)備22-23
• 2.3.3 其他設(shè)備23
• 2.4 實驗方法23-25
• 2.4.1 熔煉工藝23-24
• 2.4.2 試樣的制取24
• 2.4.3 等通道擠壓工藝24-25
• 2.4.4 固溶時效工藝25
• 2.5 試樣檢測分析25-26
• 2.5.1 金相試樣的制備25-26
• 2.5.2 能譜及掃描電鏡微觀組織觀察26
• 2.6 力學(xué)性能檢測26-28
• 2.6.1 硬度測試26-27
• 2.6.2 拉伸測試27
• 2.6.3 斷口形貌觀測27-28
• 第三章 等通道擠壓對Al-Mg-Si合金微觀組織的影響28-38
• 3.1 引言28
• 3.2 實驗結(jié)果與討論28-35
• 3.2.1 均勻化處理對鑄態(tài)Al-Mg-Si合金組織的影響28-30
• 3.2.2 A路徑ECAP加工對Al-Mg-Si合金組織的影響30-33
• 3.2.3 Bc路徑ECAP加工對Al-Mg-Si合金組織的影響33-35
• 3.3 擠壓路徑對組織形貌影響的機理35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 等通道擠壓對Al-Mg-Si合金力學(xué)性能的影響38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 Al-Mg-Si合金力學(xué)性能的變化38-44
• 4.2.1 擠壓力38-39
• 4.2.2 硬度39-40
• 4.2.3 室溫抗拉強度40-41
• 4.2.4 延伸率41-42
• 4.2.5 斷口形貌42-44
• 4.2.6 擠壓路徑對合金力學(xué)性能的分析44
• 4.3 ECAP下Al-Mg-Si合金強化機制的分析44-47
• 4.3.1 位錯強化對Al-Mg-Si合金力學(xué)性能的影響44-45
• 4.3.2 晶界強化對Al-Mg-Si合金力學(xué)性能的影響45-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金固溶時效工藝的優(yōu)化48-56
• 5.1 引言48
• 5.2 固溶時效對等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金組織的影響48-50
• 5.2.1 固溶溫度對等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金組織的影響48-49
• 5.2.2 時效時間對等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金組織的影響49-50
• 5.3 固溶時效對等通道擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金力學(xué)性能的影響50-54
• 5.3.1 固溶溫度對等通道擠壓態(tài)鋁合金硬度的影響50
• 5.3.2 時效時間對等通道擠壓態(tài)鋁合金硬度的影響50-51
• 5.3.3 時效時間對等通道擠壓態(tài)鋁合金拉伸性能的影響51-52
• 5.3.4 時效時間對等通道擠壓態(tài)鋁合金斷口形貌的影響52-54
• 5.3.5 分析與討論54
• 5.4 本章小節(jié)54-56
• 第六章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56
• 6.2 展望56-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-63
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果63-64

【參考文獻】

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本文編號：608222