低镁含量金属型铸造铝镁合金的强韧性提高研究

发布时间：2017-10-25 01:34

  本文关键词：低镁含量金属型铸造铝镁合金的强韧性提高研究

  更多相关文章： AlMg5Si1合金 混合稀土 Mg_2Si 细晶强化 热处理工艺

【摘要】：铸造Al-Mg-Si系铝合金具有中等强度,其出色的抗腐蚀性能而被用广泛的应用在航海中的推进器制造,以及被用在汽车制造等行业。由于现代材料应用的要求趋向高强度、高韧性、耐腐蚀、抗疲劳、常温及高温性能良好,因此越来越多高性能的材料被研制与应用。通常,合金材料性能的改善可以通过改变合金的成分以及通过一定的处理方法来实现。混合稀土作为有效的变质剂与细化晶粒剂被广泛的用来增强合金的性能。固溶强化、时效强化可以通过形成过饱和的固溶体以及生成的沉淀相来改善合金的性能。本文选用AlMg5Si1合金作为研究对象,通过金属型模具浇注出两组不同稀土含量的截面为矩形与圆形的拉伸试样。将其中一组浇注获得的不同混合稀土含量的拉伸试样进行固溶(425℃,6h)+(175℃,20h)人工时效处理。此外将未添加混合稀土的AlMg5Si1合金在不同温度、保温时间下固溶处理。经过处理后合金在十吨的拉伸试验机上进行拉伸试验,以及利用显微硬度计对合金的硬度进行测量。最后拍摄合金的断口形貌、金相组织的SEM图,以及利用EDS与XRD测试手段分析合金的组织与性能之间的关系,并分析其影响机理。研究表明:·稀土可以有效的减小AlMg5Si1合金的晶粒与二次枝晶的尺寸。·稀土在细化AlMg5Si1合金晶粒尺寸的同时改变了强化相β(Mg_2Si)的形貌,不规则多边形与针状强化相β(Mg_2Si)对基体的割裂作用小于稀土细晶强化的作用。·AlMg5Si1合金在稀土含量为0.7%时抗拉强度、维氏硬度与延伸率最佳,稀土增强了合金的强韧性。·单级固溶处理下的原始铸态AlMg5Si1合金别在425℃,6h与435℃,4h时分别达到了最大的拉伸强度与延伸率,但经固溶处理后的合金硬度降低。·经固溶(425℃,6h)+(175℃,20h)人工时效处理后的不同稀土含量的AlMg5Si1合金强韧性明显提高。
【关键词】：AlMg5Si1合金 混合稀土 Mg_2Si 细晶强化 热处理工艺
【学位授予单位】：齐鲁工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.2
【目录】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 铝合金概述12-15
• 1.2.1 铝及铝合金的分类及其应用12
• 1.2.2 Al-Mg系合金性能特点12-13
• 1.2.3 Al-Mg-Si系合金相图的特点13-15
• 1.3 铝合金强韧化研究方法15-21
• 1.3.1 细晶强化15-19
• 1.3.2 固溶强化19-20
• 1.3.3 时效强化20-21
• 1.3.4 铝合金形变强化21
• 1.4 本论文研究的内容及意义21-23
• 1.4.1 论文研究的内容21-22
• 1.4.2 论文研究的意义22-23
• 第2章 实验材料和试验方法23-31
• 2.1 实验设备23
• 2.2 实验材料23-24
• 2.3 实验方法及步骤24-26
• 2.3.1 实验技术路线的制定24-25
• 2.3.2 实验用中间合金的制备25
• 2.3.3 熔炼工艺与浇铸试验25-26
• 2.4 热处理工艺制定26-27
• 2.5 性能测试27-29
• 2.5.1 拉伸试验27-28
• 2.5.2 硬度测试28-29
• 2.6 金相试样制备与扫描电镜观察29-30
• 2.6.1 试样的截取与制备29-30
• 2.6.2 扫描电镜组织观察30
• 2.7 本章小结30-31
• 第3章 金属型模具的设计与开发31-35
• 3.1 引言31
• 3.2 试样设计31-33
• 3.2.1 解读新标准31-32
• 3.2.2 拉伸试样尺寸设计32-33
• 3.3 模具开发33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 混合稀土对AlMg5Si1合金组织与性能的影响35-51
• 4.1 稀土含量对AlMg5Si1铸态组织的影响35-42
• 4.1.1 AlMg5Si1合金原始铸态组织35-36
• 4.1.2 1000 倍不同稀土含量AlMg5Si1合金金相图36-38
• 4.1.3 不同稀土含量AlMg5Si1合金晶粒尺寸38-40
• 4.1.4 2000 倍不同稀土含量AlMg5Si1合金金相图40-42
• 4.2 不同混合稀土含量AlMg5Si1合金断口形貌42-44
• 4.3 混合稀土对AlMg5Si1合金二次枝晶臂间距的影响44-46
• 4.3.1 AlMg5Si1合金二次枝晶臂间距测量44-45
• 4.3.2 混合稀土对AlMg5Si1合金二次枝晶臂间距影响45-46
• 4.4 不同稀土含量对AlMg5Si1合金力学性能的影响46-48
• 4.5 本章小结48-51
• 第5章 热处理工艺对AlMg5Si1合金组织与性能的影响51-65
• 5.1 固溶处理对AlMg5Si1合金组织性能的影响51-55
• 5.1.1 425℃固溶处理AlMg5Si1合金组织51-52
• 5.1.2 425℃固溶处理AlMg5Si1合金断口形貌52-53
• 5.1.3 435℃固溶处理AlMg5Si1合金组织53-54
• 5.1.4 435℃固溶处理AlMg5Si1合金断口形貌54-55
• 5.2 固溶处理对AlMg5Si1合金性能的影响55-57
• 5.2.1 固溶处理合金力学性能55-57
• 5.3 固溶处理与人工时效不同稀土含量AlMg5Si1合金组织57-60
• 5.3.1 放大1000倍合金SEM57-58
• 5.3.2 放大3000倍合金SEM58-60
• 5.4 固溶+人工时效不同稀土含量AlMg5Si1合金SEM断口形貌60-62
• 5.5 固溶与人工时效对不同稀土含量AlMg5Si1合金性能的影响62-64
• 5.6 本章小结64-65
• 第6章 结论与展望65-67
• 参考文献67-73
• 致谢73-75
• 在学期间主要研究成果75
• 一、发表学术论文75
• 二、其它科研成果75

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本文编号：1091490