学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Mn含量及形变热处理工艺对2519A铝合金组织性能的影响

作　者: 王会敏
导　师: 夏长清
学　校: 中南大学
专　业: 材料学
关键词: 锰 2519A铝合金形变热处理力学性能
分类号: TG166.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 17次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本论文结合973项目“高性能铝材与铝资源高效利用的基础研究”的子项目“铝合金抗冲击特征微结构及动态行为研究”,通过显微硬度测试、X射线衍射分析、力学性能测试、金相组织观察、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了元素Mn含量及形变热处理工艺对2519A铝合金的组织及力学性能的影响,实验结果表明：1.合金元素Mn影响2519A铝合金的时效硬化行为：预变形为15%的2519A铝合金,随着Mn含量从0.29%增加到0.46%,一方面其时效硬化效果减弱,其峰值硬度从145HV减少到132HV；另一方面,加速了合金时效硬化进程,达到峰值硬化时效时间从9h减小到6h。2.2519A铝合金Mn含量为0.29%时,525℃/1.5h固溶处理+15%预变形+165℃/9h时效后,合金室温力学性能为σb=533MPa,σ0.2=495MPa,δ=11.8%。3.透射电镜观察表明：经525℃/1.5h固溶处理+15%预变形+165℃/9h时效后,含0.29%Mn的2519A铝合金微结构组织特征为晶内析出大量细小均匀分布的θ’相,其尺寸约为40～50nm；晶界析出细小的平衡相θ,呈不连续分布状态,无沉淀析出带较窄。4.为获得较好的性能,对含0.29%Mn的1#合金进行形变热处理,采用三因子三水平正交表L9(33),正交试验结果表明：含0.29%Mn的1#合金的最佳形变热处理工艺为：525℃/1.5h固溶处理,冷轧预变形量50%,时效温度140℃,时效时间6h,此时合金的力学性能为σb=551 MPa,σ0.2=507.7MPa,6=7.8%。5.透射电镜观察表明：经过525℃/1.5h固溶处理+50%预变形+190℃时效,含0.29%Mn的2519A铝合金优先在位错胞壁处形核,析出细小的θ’相,随着时效时间的延长,θ’析出相逐渐增多,并且θ’相长大,在190℃时效3h后,θ’相在亚晶内均匀弥散析出。6.含0.29%Mn的2519A铝合金经过525℃/1.5h固溶处理+80%预变形后,在不超过200℃时效,合金主要以形变强化为主,析出强化效果不明显。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章文献综述  10-30
  1.1 铝合金的分类及组织特点  10-13
    1.1.1 铝合金的分类  10-11
    1.1.2 铸造铝合金  11-12
    1.1.3 变形铝合金  12-13
  1.2 铝的合金化与强化方法  13-15
    1.2.1 固溶强化  13
    1.2.2 时效强化  13-14
    1.2.3 过剩相强化  14
    1.2.4 细晶强化及变质处理  14-15
    1.2.5 冷变形强化  15
  1.3 铝合金热处理原理  15-21
    1.3.1 铝合金时效理论  16-18
    1.3.2 铝合金时效强化机制  18-21
      1.3.2.1 位错绕过不易变形的粒子——Orowan机制  19
      1.3.2.2 位错切过易变形粒子  19-21
    1.3.3 铝合金的回归现象  21
    1.3.4 固溶热处理与冷淬  21
  1.4 Al-Cu-Mg系高强高韧铝合金的研究现状与发展  21-23
    1.4.1 国外Al-Cu-Mg合金系的发展情况  22-23
    1.4.2 国内Al-Cu-Mg合金系的发展情况  23
    1.4.3 Al-Cu-Mg系合金强韧化发展方向  23
  1.5 高强铝合金的微观组织与性能  23-25
    1.5.1 基体沉淀相对合金性能的影响  24
    1.5.2 晶界沉淀相对合金性能的影响  24
    1.5.3 晶界无析出带对合金性能的影响  24-25
  1.6 形变热处理发展的概述  25-28
    1.6.1 铝合金TMT的发展过程及其应用  25-26
    1.6.2 铝合金TMT的类型及其对合金组织与性能的影响  26-27
    1.6.3 铝合金FMT研究中存在的问题与展望  27-28
  1.7 2519A铝合金的简介及本课题的研究目的  28-30
第二章实验过程及方法  30-35
  2.1 合金成分设计  30-31
  2.2 实验合金的制备  31
  2.3 样品制备与热处理  31-32
    2.3.1 固溶处理  32
    2.3.2 T8态形变热处理  32
  2.4 性能检测  32-33
    2.4.1 力学性能测试  32-33
    2.4.2 小负荷维氏硬度测试  33
  2.5 微观组织观察  33-35
    2.5.1 金相组织观察  33
    2.5.2 扫描电镜显微组织观察  33-34
    2.5.3 透射电镜显微组织观察  34
    2.5.4 X-ray衍射试验  34-35
第三章 Mn含量对2519A铝合金组织与性能的影响  35-47
  3.1 元素Mn在合金中的存在形式及分布  35-37
    3.1.1 主要合金元素在2519A铝合金中存在形式  35-36
    3.1.2 主要合金元素在2519A合金中的分布  36-37
  3.2 Mn元素对2519A铝合金铸态和均匀化态组织的影响  37-39
    3.2.1 Mn对2519A铝合金铸态组织的影响  37-38
    3.2.2 Mn对2519A铝合金均匀化态组织的影响  38-39
    3.2.3 DSC分析  39
  3.3 Mn含量对2519A铝合金力学性能的影响  39-41
    3.3.1 Mn含量对2519A铝合金时效硬化行为的影响  40
    3.3.2 Mn含量对2519A合金力学性能的影响  40-41
  3.4 不同Mn元素含量的2519A铝合金拉伸断口扫描电镜分析  41-42
  3.5 15%预变形2519A铝合金165℃峰时效态透射电镜分析  42-46
    3.5.1 不同Mn含量的2519A铝合金165℃峰值时效态透射电镜分析  42-44
    3.5.2 不同热处理状态的2519A铝合金165℃峰时效态晶界TEM分析  44-46
  3.6 本章小结  46-47
第四章形变热处理工艺对2519A铝合金组织性能的影响  47-70
  4.1 正交试验研究形变热处理工艺对含0.29%Mn的2519A铝合金室温力学性能的影响  47-50
    4.1.1 预变形量ε的影响  49
    4.1.2 时效温度的的影响  49-50
    4.1.3 时效时间的影响  50
  4.2 形变热处理预变形量对合金组织性能的影响  50-56
    4.2.1 时效前不同预变形量的2519A铝合金的硬化曲线  51-52
    4.2.2 时效前不同预变形量的2519A铝合金的力学性能  52-53
    4.2.3 时效前不同预变形量的2519A铝合金拉伸断口扫描电镜分析  53-54
    4.2.4 时效前不同预变形量的2519A铝合金透射电镜分析  54-56
  4.3 时效温度对50%预变形的2519A铝合金显微组织的影响  56-61
    4.3.1 合金的时效硬化行为  56-57
    4.3.2 合金的力学性能  57
    4.3.3 50%预变形后不同时效温度时效后的2519A铝合金拉伸断口扫描电镜分析  57-58
    4.3.4 50%预变形后不同时效条件的2519A铝合金变形组织分析  58
    4.3.5 50%预变形后不同时效条件下2519A铝合金TEM分析  58-61
      4.3.5.1 50%预变形后不同时效时间2519A铝合金TEM分析  58-59
      4.3.5.2 50%预变形后不同时效温度2519A铝合金TEM分析  59-61
  4.4 时效温度对80%预变形的2519A铝合金显微组织与性能的影响  61-65
    4.4.1 时效温度对80%预变形2519A铝合金的硬化行为的影响  61-62
    4.4.2 时效温度对80%预变形2519A铝合金的力学性能的影响  62-63
    4.4.3 2519A铝合金80%预变形后不同时效温度时效后的拉伸断口扫描电镜分析  63-64
    4.4.4 80%预变形后不同时效温度时效后的2519A铝合金透射电镜分析  64-65
  4.5 分析与讨论  65-69
    4.5.1 形变热处理过程中θ'相析出的热力学分析  65-66
    4.5.2 形变热处理对2519A铝合金性能影响的讨论  66-69
  4.6 本章小结  69-70
第五章结论  70-71
参考文献  71-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表论文  79

Mn含量及形变热处理工艺对2519A铝合金组织性能的影响

内容摘要

全文目录

相似论文