Mn對6061鋁合金組織與力學(xué)性能的影響.pdf

1、6061鋁合金作為Al-Mg-Si系鋁合金中最重要的合金之一，被廣泛應(yīng)用于機械零件、結(jié)構(gòu)工程、現(xiàn)代建筑、交通運輸?shù)阮I(lǐng)域。而工業(yè)用6061鋁合金通常含有0.2wt％左右的Fe，凝固過程中形成粗大結(jié)晶相，降低合金的力學(xué)性能、韌性和疲勞壽命，限制了其工業(yè)應(yīng)用。為此，本文針對含有0.15％Fe的6061鋁合金，設(shè)計7種不同Mn，Cr添加方式的合金，系統(tǒng)地研究單獨添加及復(fù)合添加時Mn含量變化對結(jié)晶相、再結(jié)晶組織，時效析出相及力學(xué)性能的影響，最終獲

2、得一種性能更高的新型6061鋁合金。得到以下結(jié)論:
　　1.探明了Mn，Cr在合金中的存在形式。液態(tài)金屬結(jié)晶時，Mn，Cr形成α-鋁固溶體或在AlFeSi相中以Al(FeMn)Si，Al(FeCr) Si及Al(FeMnCr) Si等粗大結(jié)晶相的形式存在;隨著Mn含量的增加，合金在結(jié)晶過程中形成的針狀β-Al9Fe2Si2相隨著Mn含量的增加而逐漸減少，α-Al8Fe2Si相逐漸增多，當(dāng)Mn含量達到0.35％以后只存在α-AlFe

3、Si相，同時塊狀的Al9(MnFe)3Si相隨著Mn的含量增大開始出現(xiàn)，并隨之增多;Mn含量達到0.10％以上的合金均勻化后的組織以粒狀的α-Al8(FeMn)2Si和α-Al8(FeMnCr)2Si相為主，塊狀的Al9(MnFe)3Si相在均勻化后形態(tài)無變化。
　　2.6061鋁合金的最佳均勻化制度為560℃×10h。此時合金的成分均勻，非平衡共晶組織消除，此后升高溫度或者延長保溫時間，晶粒粗大嚴(yán)重。
　　3.透射電鏡觀察

4、表明:Mn含量增加，合金中彌散質(zhì)點α-Al15(FeMn)3Si2和α-Al15(FeMnCr)3Si2相增多。在固溶時效過程中對合金的再結(jié)晶抑制作用增強，使合金保持加工組織。
　　4.隨著固溶溫度的升高，合金T6態(tài)強度先升高后下降，最佳固溶制度為535℃×75min水淬。Mn，Cr的加入使峰時效時間提前，但是最高硬度隨Mn含量增加呈先增加后減小的趨勢，最佳時效制度為175℃×10h。
　　5.合金的T6態(tài)強度隨Mn含量的增