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热处理工艺对新型6XXX系铝合金组织与性能的影响

作　者: 张国鹏
导　师: 杨伏良
学　校: 中南大学
专　业: 材料学
关键词: Al-Mg-Si-Cu合金 热处理 显微组织 力学性能 腐蚀性能
分类号: TG166.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


研究了3种添加微量元素的Al-Mg-Si合金,并与6082合金对比。利用电子万能拉伸实验机、光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜对合金力学性能、组织特征进行了分析；优化出一种相对于传统6082铝合金型材在保持强度不变的情况下提高延伸率的Al-Mg-Si-Cu合金(3号合金),人工时效态抗拉强度σb≥310MPa,延伸率为δ≥15%；深入研究了热处理工艺对3号合金组织与力学性能的影响,优化了热处理制度,从理论上进行了分析和讨论。并通过电解腐蚀、盐雾腐蚀实验,研究了合金不同状态的腐蚀行为。主要研究结果如下：1.实验室优化出Al-0.4Mg-0.45 Si-1.0Cu合金有较大固溶温度范围,在520～580℃之间,保温40min固溶较为合理,合金过烧敏感温度为620℃,SEM观察和能谱分析表明合金经520℃×40min固溶处理后仍有部分较粗大的α-Al15(FeMn)3Si2和针状β-Al9FeSi第二相粒子,及残余的Mg2Si相。2.合金自然时效72h硬度值趋于稳定,自然时效状态(稳定值)抗拉强度为277MPa,屈服强度为145MPa,伸长率为28.6%。3.经试验确定合金最佳时效制度为：水淬无延迟+165℃时效10h,对应的σb,σ0.2及δ分别为331MPa,243MPa,17.1%。合金T6态断裂类型属于韧性断裂,与6082合金相比综合性能得到改善,具有工业化应用前景。4.合金对淬火后停放时间不敏感,淬火后停放5h之内强度变化不明显,适合大多数工厂生产工艺制度。5.耐腐蚀性能与6082铝合金相当,合金经淬火停放后腐蚀深度较无淬火停放深。合金人工时效后经72h盐雾腐蚀的腐蚀深度约为622μm,部分较大尺寸第二相粒子出现脱落。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
第一章 文献综述  8-26
  1.1 工业用铝型材生产现状和发展趋势  8-10
    1.1.1 工业型材的特点  8-9
    1.1.2 国内外发展趋势  9-10
  1.2 典型6XXX系挤压铝合金  10-15
    1.2.1 典型6XXX系挤压铝合金成分和性能  10-11
    1.2.2 6082铝合金及研究现状  11-12
    1.2.3 合金元素对6XXX系铝合金性能的影响  12-15
  1.3 铝合金的强化机制  15-18
    1.3.1 固溶强化  15-16
    1.3.2 沉淀强化  16-17
    1.3.3 细化组织强化  17-18
  1.4 6XXX系铝合金热处理原理和工艺  18-24
    1.4.1 6XXX系铝合金Mg_2Si相析出过程及动力学  18-20
    1.4.2 固溶工艺制度  20-22
    1.4.3 时效工艺  22-23
    1.4.4 退火工艺  23-24
  1.5 研究背景,目的和主要内容  24-26
    1.5.1 研究背景和目的  24
    1.5.2 研究内容  24-26
第二章 实验材料与试验方法  26-31
  2.1 熔炼铸造  27
  2.2 铸锭均匀化  27-28
  2.3 挤压  28
  2.4 固溶时效处理  28
  2.5 性能检测分析  28-31
    2.5.1 力学性能  28-29
    2.5.2 金相显微组织  29
    2.5.3 扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)  29
    2.5.4 X射线衍射分析  29
    2.5.5 透射电镜(TEM)  29-30
    2.5.6 阳极极化曲线  30-31
第三章 固溶制度对组织和性能的影响  31-42
  3.1 固溶温度  31-34
    3.1.1 试验方法  31
    3.1.2 温度对组织的影响  31-32
    3.1.3 温度对硬度的影响  32-34
  3.2 固溶时间  34-35
    3.2.1 试验方法  34
    3.2.2 时间对组织的影响  34
    3.2.3 时间对硬度的影响  34-35
  3.3 SEM观察及能谱分析  35-37
  3.4 元素面分布  37-38
  3.5 分析与讨论  38-41
  3.6 本章小结  41-42
第四章 时效制度对组织性能的影响  42-57
  4.1 试验方法  42
  4.2 时效制度对组织性能影响  42-48
    4.2.1 人工时效对硬度和组织的影响  42-46
    4.2.2 人工时效态断口扫描分析  46-47
    4.2.3 自然时效时间对力学性能的影响  47-48
  4.3 淬火后停放时间对硬度的影响  48-54
  4.4 分析与讨论  54-56
  4.5 本章小结  56-57
第五章 淬火后停放时间对腐蚀性能的影响  57-63
  5.1 试验方法  57
  5.2 合金极化曲线  57-60
  5.3 停放时间对盐雾腐蚀行为的影响  60-61
  5.4 分析与讨论  61-62
  5.5 本章小结  62-63
第六章 结论  63-64
参考文献  64-70
致谢  70-71
攻读硕士学位期间主要的研究成果  71

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 有色金属及其合金的热处理 > 铝及其合金的热处理
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