热挤压对ZL102铝合金组织和性能的影响

发布时间：2020-05-13 16:46

【摘要】： 本文以ZL102铝合金材料为对象,把试样分为两部分,其一为铸态试样,其二为退火态试样。分别对两种试样进行热挤压试验,并比较测试结果,得出最佳工艺参数。 ZL102铝合金铸态组织经495±5℃退火处理后,微观组织中的针状硅相在退火过程中发生了聚集与球化,减少了界面能,达到热力学更稳定的状态。其强度及硬度较铸态均降低,而伸长率提高了2倍,断面收缩率提高了3倍,塑性大大提高,有效地改善了其成形性能。 ZL102铝合金在挤压过程中没有出现裂纹及挤不动现象,且挤压力较小。挤压退火态比铸态实际平均挤压力要低。ZL102铝合金经挤压之后,其室温力学性能得到不同程度的提高。根据测得的试验数据分析有: 挤压工艺参数对ZL102铝合金力学性能的影响主要是通过控制组织的形状、大小及其分布来实现的。挤压有效地改善了该合金的组织,使得硅颗粒均匀弥散分布在α?Al基体上并伴随亚晶的形成。对铸态铝合金来说:在各挤压比下,ZL102铝合金随着各挤压温度的升高,硅颗粒变大和亚晶长大,强度变小但提高了塑性和韧性。挤压温度为300℃和挤压比不大于45,是该合金能得到较高的强度的最佳工艺,σ_b =159MPa;挤压温度为420℃和挤压比为60,是该合金能得到较高的塑性的最佳工艺,δ=23%、ψ=34%;提高铸态ZL102铝合金冲击韧性的最佳挤压温度要不小于380℃,挤压比对铸态合金的韧性影响不明显,α_k= 1. 2J·cm~(-2)。对退火后的铝合金来说:在各挤压比下, ZL102铝合金随着各挤压温度的升高,硅颗粒先变大后变小,亚晶由小长大,强度先降低后升高,塑性变化不明显,韧性逐渐升高。挤压温度为460℃和挤压比为15,是提高材料强度的最佳工艺,σ_b =164MPa;温度小于460℃和挤压比为75,是提高材料塑性的最佳工艺,δ=25%、ψ=38%;挤压温度为420℃和挤压比为15,是提高冲击韧性的最佳工艺,α_k= 1. 7J·cm~(-2)。综合说明,本试验详细地分析了挤压工艺参数对ZL102铝合金组织和性能的影响规律,结果表明该合金在经退火后和上述热挤压变形工艺条件下能够有效地提高合金的室温力学性能,为改进热变形工艺及改善产品组织和性能提供了科学依据,并为铸造铝合金变形开辟一条新路经。
【图文】：

加工条件,力学性能,试样

大且很不均匀，从端面上看可分为细晶粒带、柱状晶粒带和粗大的等轴晶粒带身的强度很低，塑性较差，，在很多情况下不能满足使用要求。变质处理和热处能有限地提高力学性能[15]。对铸造铝合金进行塑性加工的文章国内外发表国许多，为后续研究工作提供科上海大学材料科学与工程学院对A356铝合金进行研究试验[16]，该实验采用了四加工条件为铸造(工艺1)、铸造+变形(工艺2)、铸造+热处理(工艺3)、铸造+变理(工艺4)。四种不同条件下试样的力学性能测试结果见图1 。铸态试样变形拉强度变化不是十分明显，伸长率却得到显著提高，从2.7%上升到16.9%。变样经热处理后，其强度指标明显改善，从155. 3MPa提高到306.9MPa，伸长率从110.9%,而强塑积( σ ×δb)从热处理前的2624.6提高到3345.2，其各项指标均明造+热处理的性能。可见，变形后试样的性能明显优于未变形的试样。山东大态结构及其遗传性教育部重点试验室是在上述同样四种不同的加工条件下

铸造铝合金,试样,冲击韧性值,加工条件

中北大学学位论文2铝合金材料试样进行试验[17]，先将ZL102合金除气精炼后添加Al-5Sr中间处理，变质处理完成后降温至720 ℃将铝液浇入金属模获得铸造试样。四试样的力学性能测试结果见图2所示。铸态试样变形后，其抗拉强度变化，伸长率却得到显著提高，从3.2%提高到10%。铸态试样+变形+热处理后得到明显改善，从292MPa提高到397.4MPa，伸长率从0.5%上升到6.5%，明显高于铸态试样+热处理的性能指标。
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG146.21;TG371

【引证文献】