本文關(guān)鍵詞：微合金化及熱軋工藝對(duì)鋁硅鎂基型材組織和性能的影響

  更多相關(guān)文章： 近共晶鋁硅鎂合金 微合金化 顯微組織 力學(xué)性能 熱軋制工藝

【摘要】：與傳統(tǒng)6000系建筑鋁型材相比,近共晶Al-Si-Mg合金具有鑄造性能好、強(qiáng)度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。課題組前期實(shí)驗(yàn)表明,近共晶Al-Si-Mg合金具有良好的熱變形成形能力,通過適當(dāng)?shù)淖冃螣崽幚砗罂梢赃_(dá)到強(qiáng)度和塑性的良好結(jié)合,具有成為鋁型材的巨大潛力。本文以近共晶Al-Si-Mg合金為研究對(duì)象,結(jié)合微合金化和熱軋制變形制備高性能近共晶Al-Si-Mg基合金型材。通過合金組織觀察和性能測(cè)試,考察了Zr、Ti、V等元素微合金化及熱軋制工藝對(duì)近共晶Al-Si-Mg合金組織和性能的影響。微量Zr、Ti、V的添加對(duì)近共晶Al-12.5 wt%Si-0.6wt%Mg合金鑄態(tài)及均勻化態(tài)的組織和性能沒有明顯影響；在軋制態(tài)下,Zr、Ti、V等元素的添加能夠提高合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。研究發(fā)現(xiàn)：微量Zr、Ti、V等元素的添加,一方面能夠抑制合金熱軋制過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶；另一方面能夠抑制合金熱軋制過程中Mg2Si的動(dòng)態(tài)析出,Zr、V抑制Mg2Si動(dòng)態(tài)析出的能力要強(qiáng)于Ti。Zr、Ti、V對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和Mg2Si動(dòng)態(tài)析出的抑制作用是軋制態(tài)合金性能提高的主要原因。熱軋制溫度和壓下率顯著影響近共晶Al-12.5wt%Si-0.6wt%Mg-0.1wt%Ti合金型材的組織和性能。軋制溫度的降低和壓下率的增加都會(huì)加劇Mg2Si相的動(dòng)態(tài)析出。這種動(dòng)態(tài)析出對(duì)基體沒有強(qiáng)化作用,反而使固溶強(qiáng)化效果削弱；但這些細(xì)小彌散的析出相會(huì)增加對(duì)晶界遷移的釘扎作用,從而細(xì)化再結(jié)晶晶粒。在壓下率為33%的條件下,軋制溫度從500℃升至540℃,合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高了12%和20%,主要與Mg2Si的動(dòng)態(tài)析出有關(guān)。在540℃下,隨著壓下率從33%升高至67%,合金在軋制態(tài)下的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都升高,主要原因在于再結(jié)晶晶粒更加細(xì)小而均勻。通過微合金化與熱軋制變形相結(jié)合,Al-12.5wt%Si-0.6wt%Mg-0.1wt%Ti合金具有高的強(qiáng)度和良好的塑性,其軋制態(tài)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別能夠達(dá)到173.3MPa、243.8MPa和9.4%。其合適的熱軋工藝是：軋制溫度540℃,壓下率67%。
【關(guān)鍵詞】：近共晶鋁硅鎂合金 微合金化 顯微組織 力學(xué)性能 熱軋制工藝
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG146.21;TG339
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 概述9
• 1.2 鋁硅合金的研究9-14
• 1.2.1 鑄造鋁硅合金9-10
• 1.2.2 鋁硅合金的變質(zhì)處理10-11
• 1.2.3 合金元素對(duì)鋁硅合金組織和性能的影響11-13
• 1.2.4 鋁硅合金的熱變形研究13-14
• 1.3 熱軋制在鋁合金中的應(yīng)用14-16
• 1.4 鋁合金中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶研究16-19
• 1.4.1 動(dòng)態(tài)回復(fù)與動(dòng)態(tài)再結(jié)晶16-18
• 1.4.2 影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的因素18-19
• 1.5 選題背景及意義19-20
• 1.6 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 試驗(yàn)方法22-29
• 2.1 技術(shù)路線22
• 2.2 成分設(shè)計(jì)和合金制備22-25
• 2.2.1 成分設(shè)計(jì)22-24
• 2.2.2 合金的熔煉24-25
• 2.3 材料加工工藝25-26
• 2.3.1 熱軋制工藝25-26
• 2.3.2 熱處理工藝26
• 2.4 組織觀察和性能測(cè)試26-29
• 2.4.1 合金成分分析26
• 2.4.2 室溫拉伸性能測(cè)試26-27
• 2.4.3 顯微硬度測(cè)試27
• 2.4.4 金相組織觀察27
• 2.4.5 掃描電鏡觀察27-28
• 2.4.6 透射電鏡觀察28
• 2.4.7 X射線衍射(XRD)分析28-29
• 第三章 Zr/Ti/V添加對(duì)近共晶Al-Si-Mg合金組織和性能的影響29-64
• 3.1 合金成分29-30
• 3.2 六種Zr/Ti/V微合金化樣品的鑄態(tài)組織30-35
• 3.2.1 鑄態(tài)組織特征30-31
• 3.2.2 鑄態(tài)組織中的第二相31-35
• 3.3 六種Zr/Ti/V微合金化合金軋制前后的顯微組織35-54
• 3.3.1 六種合金軋制前后的組織演變35-42
• 3.3.2 熱軋過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶42-51
• 3.3.3 Zr、Ti、V微合金化對(duì)Mg_2Si相動(dòng)態(tài)析出的影響51-54
• 3.4 六種Zr/Ti/V微合金化合金的力學(xué)性能54-62
• 3.4.1 六種Zr/Ti/V微合金化合金不同狀態(tài)下的室溫拉伸性能54-57
• 3.4.2 拉伸試樣斷口形貌分析57-58
• 3.4.3 合金不同狀態(tài)下力學(xué)性能變化分析58-62
• 3.5 小結(jié)62-64
• 第四章 熱軋工藝對(duì)近共晶Al-Si-Mg合金組織和性能的影響64-78
• 4.1 熱軋溫度對(duì)A2合金組織和性能的影響65-71
• 4.1.1 熱軋溫度對(duì)A2合金顯微組織的影響65-70
• 4.1.2 熱軋溫度對(duì)A2合金力學(xué)性能的影響70-71
• 4.2 壓下率對(duì)A2合金組織和性能的影響71-77
• 4.2.1 壓下率對(duì)A2合金顯微組織的影響71-75
• 4.2.2 壓下率對(duì)A2合金力學(xué)性能的影響75-77
• 4.3 小結(jié)77-78
• 第五章 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-87
• 致謝87-88
• 攻讀碩士期間的學(xué)術(shù)成果88

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