Al-Ti-C-B中間合金對(duì)變形鋁合金晶粒形貌及擠壓行為的影響.pdf

1、鋁合金因其較高的比強(qiáng)度、比剛度、良好的塑性和加工性能，在機(jī)械制造、軌道交通以及航天航空領(lǐng)域獲得了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。隨著材料轉(zhuǎn)型升級(jí)和輕量化發(fā)展步伐加快，對(duì)鋁合金性能的要求也逐步提高。晶粒細(xì)化能夠有效地減少鑄錠缺陷，提高材料的力學(xué)性能和加工工藝性能，因而得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。
　　Al-Ti-B、Al-Ti-C是目前鋁合金鑄錠及鑄件生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的晶粒細(xì)化型中間合金。Al-Ti-C在一定程度上可以緩解Al-Ti-B在生產(chǎn)中出現(xiàn)的

2、部分問(wèn)題，因而被認(rèn)為是更具市場(chǎng)應(yīng)用前景的細(xì)化劑。本文主要研究了Al-5Ti-1B、Al-5Ti-0.25C中間合金對(duì)2024鋁合金鑄態(tài)微觀組織的影響，探索了熔體中細(xì)化劑的種類(lèi)、添加量與鋁合金力學(xué)性能的關(guān)系;以Al-5Ti-0.25C作為細(xì)化劑，研究了鑄錠的晶粒尺寸對(duì)2024、6063合金的擠壓行為及其力學(xué)性能的影響規(guī)律。
　　本文的主要研究工作如下:
　　(1) Al-Ti-C/B中間合金對(duì)2024合金鑄態(tài)微觀組織的影響

3、r>　　向鋁熔體中添加Al-Ti-C/B后，2024合金的晶粒尺寸得到明顯的細(xì)化。加入0.2％的Al-5Ti-0.25C或Al-5Ti-1B，即可使2024合金的晶粒尺寸由150μm細(xì)化至80μm左右，當(dāng)其添加量由0.3％增加至1.0％時(shí)，2024的晶粒尺寸逐漸穩(wěn)定在50-60μm范圍內(nèi)。此外，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)Al-5Ti-1B細(xì)化后，2024晶粒形貌呈近似規(guī)則的多邊形;而經(jīng)過(guò)Al-5Ti-0.25C細(xì)化后，晶粒形貌不規(guī)則，晶粒大小呈交錯(cuò)

4、分布。
　　(2) Al-Ti-C/B中間合金對(duì)2024合金鑄態(tài)力學(xué)性能的影響
　　未經(jīng)細(xì)化時(shí)，由于2024合金鑄態(tài)微觀組織中α-Al為粗大枝晶，其極限拉伸強(qiáng)度和延伸率均較低，添加Al-Ti-C或Al-Ti-B中間合金后，可以顯著提高2024合金的綜合力學(xué)性能。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)添加0.3％的Al-5Ti-0.25C時(shí)，2024鋁合金的硬度、抗拉強(qiáng)度和延伸率分別為123.6HBW、382MPa、2.60％，比未細(xì)化的試樣分別提高了

5、7.9％、12.4％、69.9％。此外，與添加Al-5Ti-1B中間合金相比，經(jīng)Al-5Ti-0.25C細(xì)化后的2024合金的拉伸強(qiáng)度稍低，但其塑性較好，材料的延伸率明顯提高。
　　(3) Al-5Ti-0.25C中間合金對(duì)變形鋁合金擠壓行為的影響
　　以Al-5Ti-0.25C作為細(xì)化劑，研究了鑄錠晶粒尺寸對(duì)2024、6063鋁合金熱擠壓行為的影響。結(jié)果表明:在熱擠壓過(guò)程中，隨鋁合金鑄錠晶粒尺寸的減小，其流變抗力逐漸降低;

6、此外，其鑄錠中原始晶粒會(huì)發(fā)生不同程度的動(dòng)態(tài)回復(fù)和再結(jié)晶過(guò)程，鑄錠晶粒越細(xì)小，其動(dòng)態(tài)回復(fù)再結(jié)晶的程度越低，形成的變形組織或再結(jié)晶組織晶粒越小，顯微組織越均勻。
　　(4) Al-5Ti-0.25C中間合金對(duì)變形鋁合金擠壓材力學(xué)性能的影響
　　鋁合金鑄錠的晶粒尺寸與其擠壓態(tài)的力學(xué)性能有著密切的關(guān)系。當(dāng)向2024、6063添加不同量的Al-5Ti-0.25C中間合金后，隨著鑄錠晶粒尺寸減小，擠壓后其硬度、拉伸強(qiáng)度、延伸率均有一定的