半固態(tài)Al-4Cu-Mg合金的制備及微觀組織演化研究.pdf

1、半固態(tài)成形技術(shù)與傳統(tǒng)的固態(tài)成形和液態(tài)成形相比具有顯著的優(yōu)點，符合面向新世紀(jì)的先進(jìn)制造技術(shù)的要求，是21世紀(jì)最具潛力的先進(jìn)制造技術(shù)之一。半固態(tài)材料的制備是半固態(tài)成形技術(shù)的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，要求其微觀組織為細(xì)小、均勻、呈近球狀的非枝晶組織。 應(yīng)變誘發(fā)熔化激活制備工藝簡單，不需要復(fù)雜的設(shè)備，尤其對電磁攪拌法等方法不宜制備的變形合金具有獨特的優(yōu)越性。本文采用應(yīng)變誘發(fā)熔化激活法制備了半固態(tài)Al-4Cu-Mg合金，即將熱擠壓后經(jīng)固溶處理+自然時效

2、的Al-4Cu-Mg合金進(jìn)行預(yù)變形處理，包括冷變形和熱變形，再在半固態(tài)溫度區(qū)間進(jìn)行等溫處理，通過控制變形量、變形溫度、變形速度、等溫溫度和保溫時間等工藝參數(shù)獲得了適合半固態(tài)成形的細(xì)小、均勻、呈近球形的微觀組織。 本文對應(yīng)變誘發(fā)熔化激活法制備半固態(tài)Al-4Cu-Mg合金過程的各種工藝參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，研究了晶粒尺寸、分形維數(shù)和晶粒尺寸分布隨制備工藝參數(shù)的變化情況，為確定半固態(tài)材料的應(yīng)變誘發(fā)熔化激活制備工藝提供了科學(xué)依據(jù)。同時，半

3、固態(tài)Al-4Cu-Mg合金的室溫壓縮力學(xué)性能測試結(jié)果表明，作者制備的半固態(tài)Al-4Cu-Mg合金的屈服強(qiáng)度和強(qiáng)度極限雖然比原材料略低，但符合半固態(tài)成形的要求，可以應(yīng)用于實際生產(chǎn)。 本文通過對Al-4Cu-Mg合金在半固態(tài)等溫處理過程中主要合金元素微觀偏析的SEM線分析，并對Al-4Cu-Mg合金原材料、熱變形或冷變形后在半固態(tài)等溫處理加熱階段的位錯組態(tài)以及Al-4Cu-Mg合金冷變形后在半固態(tài)等溫處理保溫階段的位錯組態(tài)的TEM分

4、析，研究了微觀組織在SIMA制備過程中的演變機(jī)理。發(fā)現(xiàn)經(jīng)過變形后的Al-4Cu-Mg合金在隨后半固態(tài)等溫處理的加熱階段和保溫階段中，微觀組織的演變過程為：變形拉長結(jié)構(gòu)→回復(fù)→原位再結(jié)晶→熔滲破碎→球化→長大。 本文在仔細(xì)分析應(yīng)變誘發(fā)熔化激法制備半固態(tài)Al-4Cu-Mg合金中微觀組織演變的基礎(chǔ)上，依據(jù)晶體塑性變形理論和凝固理論的物理基礎(chǔ)，對半固態(tài)等溫處理加熱階段的再結(jié)晶與晶粒長大、再結(jié)晶晶粒的熔滲破碎過程和半固態(tài)等溫處理保溫階段的