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Ag和Er对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

作　者: 刘伟哲
导　师: 何立子
学　校: 东北大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Al-Mg-Si-Cu Ag和Er 热处理组织性能
分类号: TG146.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

Al-Mg-Si合金具有密度低、耐腐蚀、焊接性好,具有良好的综合机械性能使它倍受青睐。加入Cu能显著提高其强度,但由于存在晶间腐蚀等不利因素阻碍了Al-Mg-Si-Cu合金的应用。本文通过硬度、拉伸和电化学实验并采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段研究了微量元素Ag和Er对Al-1.1Mg-0.8Si-0.7Cu-0.5Mn-0.02Ti合金的显微组织、时效行为及力学、电化学和晶间腐蚀性能的影响,并初步从理论上进行了分析和解释。研究结果表明：微量元素Ag对基体合金的铸态组织没有细化效果。当固溶处理温度为520℃时,所有实验合金均发生再结晶,但晶粒沿轧制方向拉长且晶界不平直；固溶处理温度为580℃时,所有实验合金均出现了过烧。添加Ag对实验合金的再结晶没有影响。含Ag合金的最佳固溶处理温度为540℃。随Ag含量增加,合金强度和延伸率均下降；Ag含量大于0.4wt.%时,合金的强度下降约70MPa,延伸率下降约4%。实验合金的最佳时效温度为180℃。当时效温度为140℃时,在本实验时间范围内,硬度一直在上升,没有观察到硬度峰值,且总体硬度较低；当时效温度为220℃时,达到峰值硬度的时间缩短,且峰值硬度低。添加Ag后,基体合金的自腐蚀电位先降低而后升高,在0.4wt.%Ag时达到最大值,而后在0.7wt.%Ag时又显著降低；所有实验,Ag含量均降低基体合金的腐蚀电流密度,含0.4wt.%Ag合金的腐蚀电流密度最低。晶间腐蚀实验进一步证明添加0.4wt.%Ag合金的晶间腐蚀敏感性最低,在欠时效态下,耐蚀性最好；而在峰时效和过时效状态下,耐蚀性恶化。稀土Er可细化铸态合金晶粒,其中加入0.4wt.%Er的细化结果最好；所有含Er实验合金的最佳固溶温度为540℃。添加Er降低基体合金的强度,尤其是添加0.4%Er,基体合金的强度降低最多。140℃时效时,合金处于欠时效状态,180℃时,所有实验合金都呈现了最大的时效硬化效应,220℃时,合金很快进入过时效状态。添加0.6wt.%Er后,合金的腐蚀电流密度最低。由晶间腐蚀实验结果可知,加入0.6wt.%Er后,合金晶间腐蚀倾向显著减小；在欠时效态,有轻微晶间腐蚀现象发生；而在峰时效、过时效状态几乎没有晶间腐蚀现象。

全文目录

摘要  5-7
英文摘要  7-12
第1章绪论  12-24
  1.1 引言  12
  1.2 Al-Mg-Si-Cu合金的特点、应用及研究现状  12-14
  1.3 A1-Mg-Si-Cu合金主要强化相  14-15
  1.4 合金元素对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响  15-17
  1.5 Ag和稀土Er在铝合金中微合金化过程中的作用及研究现状  17-18
    1.5.1 Ag在铝合金中的作用及研究现状  17
    1.5.2 稀土Er在铝合金中的作用及研究现状  17-18
  1.6 腐蚀电化学  18-22
    1.6.1 电极电位  18-19
    1.6.2 极化曲线  19-21
    1.6.3 极化曲线的测定  21-22
  1.7 Al-Mg-Si-Cu合金的晶间腐蚀及腐蚀机理  22
  1.8 课题的意义和研究内容  22-24
第2章合金材料的制备和实验方法  24-30
  2.1 实验方案  24
  2.2 合金的制备  24-25
  2.3 热处理和轧制工艺  25-26
    2.3.1 均匀化处理  25-26
    2.3.2 热轧与冷轧  26
    2.3.3 固溶与时效  26
  2.4 检测分析方法  26-30
    2.4.1 DSC分析  26-27
    2.4.2 硬度实验  27
    2.4.3 拉伸实验  27
    2.4.4 电化学实验  27
    2.4.5 晶间腐蚀实验  27-28
    2.4.6 组织观察分析  28-30
第3章 Ag对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响  30-54
  3.1 Ag对合金铸态组织和初熔温度及熔点的影响  30-34
    3.1.1 Ag对合金铸态组织及第二相的影响  30-32
    3.1.2 利用DSC分析研究合金初溶温度和熔点  32-34
  3.2 Ag对合金均匀化组织的影响  34-37
  3.3 Ag对固溶处理组织的影响  37-40
  3.5 Ag对时效析出序列的影响  40-43
  3.6 Ag对合金力学性能的影响  43-47
    3.6.1 Ag和时效工艺对合金硬度的影响  43-45
    3.6.2 Ag对合金拉伸性能的影响  45-47
  3.7 Ag对合金耐蚀性能的影响  47-51
    3.7.1. 电化学实验测定结果及分析  47-49
    3.7.2 晶间腐实验结果及分析  49-51
  3.8 本章小结  51-54
第4章 Er对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响  54-78
  4.1 Er对铸态组织的影响  54-56
  4.2 Er对初溶温度和熔点的影响  56-57
  4.3 Er对均匀化组织的影响  57-60
  4.4 Er对固溶处理组织的影响  60-62
  4.5 Er对时效特性的影响  62-64
  4.6 Er对合金力学性能的影响  64-68
    4.6.1 Er对硬度的影响  64-67
    4.6.2 Er对拉伸性能的影响  67-68
  4.7 Er对耐蚀性的影响  68-71
    4.7.1 合金的电化学性能  68-69
    4.7.2 晶间腐蚀实验结果  69-71
  4.8 分析与讨论  71-75
    4.8.1 Er在合金中的存在形式  71-73
    4.8.2 Er对合金显微组织的细化作用  73
    4.8.3 Er对合金的强化作用  73-74
    4.8.4 Er对合金的晶间腐蚀敏感性的影响机理  74-75
  4.9 本章小结  75-78
第5章结论  78-80
参考文献  80-84
致谢  84

Ag和Er对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

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