新型高強高導Al-Mg-Si-Cu合金性能及其微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、鋁合金是工業(yè)中應用最廣泛的有色金屬結(jié)構(gòu)材料，其比強度高，成型性優(yōu)良，也具有良好的耐腐蝕性能，因此在汽車、航空和高鐵等領域得到了廣泛應用。眾所周知，純鋁是一種優(yōu)良的導體，鋁的導電性能在常用金屬材料中排名第四，但由于純鋁機械強度偏低，使其在電力工程等方面的應用受到限制。當合金化后，材料強度獲得一定提升，然而合金化卻會使鋁的導電性能下降。雖然鋁合金作為導電材料已經(jīng)有所應用，但為了使鋁合金作為導電材料或者導熱材料在實際工業(yè)中得到更為廣泛的應用，

2、制造高強高導鋁合金成為電力工業(yè)以及科學界較為關心的問題。在純鋁中添加少量鎂、硅和銅所形成的6xxx系(Al-Mg-Si-Cu)鋁合金是人類現(xiàn)代生活中應用最廣泛的鋁合金。由于鎂、硅和銅三種元素添加對鋁導電性能的影響較小，并且6xxx系鋁合金中合金含量較低，這些綜合因素使6xxx系(Al-Mg-Si-Cu)鋁合金成為合適的輕量化導電導熱材料，尤其是對強度和導電性能提出更高要求時。
　　本課題以形變時效工藝為主線，通過調(diào)控形變前合金元素

3、聚集狀態(tài)以及后續(xù)時效工藝，制備新型高強高導 Al-Mg-Si-Cu合金。實驗選取了2種 Al-Mg-Si-Cu合金(合金元素總含量相似，Mg/Si比分別是1和2)，兩種合金都分別采用傳統(tǒng)T6時效工藝和形變時效工藝處理，然后在不同溫度(150oC、180oC、210oC和240oC)下進行時效處理。本文主要借助硬度測試、導電率測試和拉伸測試以及透射電子顯微鏡(TEM)研究不同工藝制備的Al-Mg-Si-Cu合金的性能和微觀結(jié)構(gòu)，試圖揭示形

4、變時效工藝對Al-Mg-Si-Cu合金綜合性能(強度和導電率的結(jié)合)改善的機理以及形變量和預處理對Al-Mg-Si-Cu合金綜合性能的影響，建立宏觀性能與微觀結(jié)構(gòu)特征的關系。本文得到的主要結(jié)論如下：
　　(1)通過改變傳統(tǒng)時效工藝加工順序，對Al-Mg-Si-Cu合金進行形變時效工藝處理，合金綜合性能都獲得較大提升。其原因是形變時效工藝通過在后續(xù)退火前的形變引入大量位錯，位錯在后續(xù)退火后彌補由于析出相過于粗化而下降的強度，使得強度

5、得以保持。位錯本身對材料的導電率幾乎沒有影響，卻可以使析出相顯著粗化，從而合金導電率大幅度提升；
　　(2)選擇合適的后續(xù)時效溫度可以優(yōu)化合金的綜合性能，利用人工時效溫度可以調(diào)控析出相粗化速率以及位錯退化速率，使兩者恰當結(jié)合可以使綜合性能最優(yōu)；
　　(3)在形變時效工藝中，由于自然時效和人工時效預處理在基體內(nèi)預制的溶質(zhì)團聚物不同，使得形變過程中引入的位錯含量以及位錯存在的形式有所不同，因而帶來的強化效果不同。后續(xù)時效時，在強