合金元素及加工工藝對一種新型Al-Mg-Si系合金組織與性能的影響.pdf

1、本論文結(jié)合國家“863”高技術(shù)項目“隔熱節(jié)能降噪復合結(jié)構(gòu)鋁型材產(chǎn)業(yè)化關鍵技術(shù)”，為滿足新型鋁型材多功能設計對性能大幅度提高的需要，目標是新開發(fā)一種Al-Mg-Si系鋁合金，要求合金性能達到σ b≥280MPa，σ 0.2≥224MPa，δ≥13％，該力學性能與現(xiàn)行國家標準GB／T5237-2000中6063-T6態(tài)合金相比，抗拉強度和延伸率分別提高40％和70％，并要求合金進行氟碳噴漆，適應長沙經(jīng)閣集團的工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)。論文工作利用GLE

2、EBLE-1500熱模擬機，金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射、電子萬能拉伸機和差熱分析DTA等分析測試手段，重點研究了目標合金的高溫壓縮模擬過程、合金中主合金元素成分配比和微量元素的搭配關系、擠壓成型工藝和熱處理工藝對合金組織與性能的影響、鋁合金型材的腐蝕行為和氟碳噴漆工藝。通過對該合金的機理研究和工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場試驗，確定了能滿足工業(yè)生產(chǎn)的工藝規(guī)程。研究得出的主要結(jié)論如下：

3、 1)Al-Mg-Si系目標合金成分為Al-0.9Mg-0.73Si-0.9Cu-0.2Mn-0.1Cr。合金性能達到σ<,b>=310.1MPa，σ<,0.2>=266.6MPa，δ=13.1％，其抗拉強度和延伸率與6063-T6態(tài)合金相比，獲得同步大幅度提高。 2)目標合金在熱壓縮變形時，流變應力先隨應變的增加迅速升高，然后趨于或進入穩(wěn)態(tài)變形。合金熱壓縮變形的流變應力行為可用包含Arrhenius項的Zener-Hollom

4、on參數(shù)來描述。合金的熱變形激活能Q為145.75kJ／mo1，合金呈現(xiàn)峰值應力值和熱變形激活能隨著合金元素含量的增加而增加的規(guī)律。以此為依據(jù)，制定擠壓時鑄錠進入擠壓機時的加熱溫度以460℃以上成品率最高。 3)成分的改變對合金力學性能產(chǎn)生明顯的影響。在T6態(tài)下，合金的強度主要受其中Mg<,2>Si含量的影響，Cu的增加也對強度的提高有一定的促進作用，Mn的加入對強度無明顯影響。Mn的作用主要是結(jié)合合金中脆性的AlFeSi相為脆

5、性小的A1FeMllSi相，并在晶界發(fā)生偏聚。時效后合金基體中的主要強化相Mg<,2>Si相沿著{100}方向分布，呈短棒狀；θ’相是另一強化相，該強化相沿<100>面長大，呈針狀。 4)對不同熱處理狀態(tài)下的合金和鉻化處理后的型材進行了極化(Tafel)曲線分析發(fā)現(xiàn)，當合金不經(jīng)過涂層處理時，自然時效下極化電流最小，為1.895×10<'-2>A／cm<'2>，其次為風冷人工時效，極化電流為1.387×10<'-6>，但水冷人工時