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一种新型Al-Mg-Si-Cu合金热变形行为及挤压型材热处理工艺研究

作　者: 袁东
导　师: 张辉；彭大暑
学　校: 中南大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 新型Al-Mg-Si-Cu合金 热压缩变形 流变应力 热变形激活能 挤压型材 热处理 时效 动态再结晶
分类号: TG156
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


本文先在Gleeble-1500热模拟机上采用等温热压缩试验对新型Al-Mg-Si-Cu合金的高温热变形行为进行了研究,实验过程中,热压缩变形温度为350℃～550℃,应变速率为0.005～5s-1,变形后立即水淬,并对其组织进行金相与透射电镜观察;同时,将新型Al-Mg-Si-Cu合金型材在550℃/2h条件下固溶,水淬后采取不同的时效制度,并对热处理后试样的金相组织和力学性能进行比较分析,对其热处理工艺进行了研究。结果表明: 1.新型Al-Mg-Si-Cu合金的流变应力在较小应变（<0.15）出现一峰值后随应变的增加有所降低,表现出较明显的动态软化行为;峰值流变应力随着应变速率减小和变形温度升高而降低。 2.新型Al-Mg-Si-Cu合金的峰值应力行为,用Z参数的指数函数形式能较好的描述,其热变形激活能Q值为236kJ/mol。 3.新型Al-Mg-Si-Cu合金高温变形过程中,除了发生动态回复外,还发生了动态再结晶,Z值越小,再结晶进行得越充分。再结晶的主要类型为不连续动态再结晶（DDRX）,其形核机制为亚晶粒的粗化。几何动态再结晶（GDRX）也有发生。 4.新型Al-Mg-Si-Cu合金挤压型材T6态较为可行的热处理制度为:550℃/2h固溶处理后水淬,人工时效制度为双级时效185℃/2h+200℃/1h。热处理后,试样抗拉强度可达到340MPa以上,硬度可达到105HB以上,延伸率在12%以上,析出相呈细小弥散状分布,对合金有很高的强化效果。T5态工业化生产的型材抗拉强度达325MPa,屈服强度达275MPa,延伸率在12%以上,硬度达120HV以上。

全文目录


第一章 文献综述  7-25
  1.1 铝合金挤压型材发展状况  7-16
    1.1.1 铝合金挤压型材分类及常用合金  7-8
    1.1.2 铝合金挤压型材的应用状况  8-13
    1.1.3 铝型材挤压生产及热处理发展状况  13-16
  1.2 铝合金挤压性研究现状  16-21
    1.2.1 挤压物理冶金学  16-18
      1.2.1.1 凝固偏析和二相粒子的影响  16-17
      1.2.1.2 固溶相、脱溶相以及弥散相的影响  17-18
    1.2.2 Al-Mg-Si合金的挤压性研究现状  18-21
      1.2.2.1 均匀化处理和二相粒子的影响  18-19
      1.2.2.2 Mg、Si及Mg_2Si的影响  19-20
      1.2.2.3 Cu及其他添加元素的影响  20-21
  1.3 热处理制度对铝型材组织性能影响的研究现状  21-24
    1.3.1 淬火对铝型材组织性能的影响  21-22
    1.3.2 停放时间对组织性能的影响  22-23
    1.3.3 时效对组织性能的影响  23-24
  1.4 课题来源、研究内容、研究方法及目标  24-25
第二章 新型Al-Mg-Si-Cu合金热变形行为研究  25-46
  2.1 合金设计与熔铸  27-28
  2.2 实验条件与方法  28-29
    2.2.1 热压缩实验  28
    2.2.2 显微组织实验  28-29
  2.3 流变应力行为研究  29-37
    2.3.1 新型Al-Mg-Si-Cu合金热变形真应力—真应变曲线  29-30
    2.3.2 应变速率和变形温度对合金流变应力的影响  30-37
      2.3.2.1 应变速率对流变应力的影响  30-32
      2.3.2.2 变形温度对流变应力的影响  32-34
      2.3.2.3 材料常数及流变应力方程  34-37
  2.4 热变形组织演变  37-45
    2.4.1 金相显微组织演变规律  38-41
    2.4.2 TEM显微观察及分析  41-45
  2.5 本章小节  45-46
第三章 新型Al-Mg-Si-Cu合金挤压型材热处理工艺研究  46-54
  3.1 实验材料与研究方法  46-47
  3.2 T6态热处理工艺实验结果及分析  47-50
    3.2.1 时效制度对合金型材力学性能的影响  47-49
    3.2.2 时效制度对合金型材显微组织的影响  49-50
  3.3 T5态工业生产及应用  50-53
    3.3.1 新型合金型材的质量标准与检验、测试情况  51-52
    3.3.2 新型合金型材在实际使用条件下的考核情况  52
    3.3.3 新型合金型材与相关产品的比较  52-53
  3.4 本章小节  53-54
第四章 结论  54-55
参考文献  55-60
附录一 产品检验报告  60-63
附录二 技术鉴定意见  63-64
致谢  64-65
攻读学位期间主要成果  65

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 热处理工艺
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