合金元素及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

发布时间：2017-11-17 20:29

  本文关键词：合金元素及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响

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【摘要】：Al-Mg-Si-Cu合金因具有比强度高、抗蚀性和热塑性良好且易加工成型等优点,逐渐替代一些钢铁材料成为轻量化汽车车身和高速列车铝合金车体的主体材料。航空航天和交通运输等行业的飞速发展对铝合金性能提出了更高的要求,而传统的Al-Mg-Si-Cu合金强度和塑性都有待改善,且该类铝合金广泛应用于锻造领域,但是其锻造温度较窄,极易产生过烧和晶粒粗大等现象,从而导致锻件性能不能满足要求。针对上述问题,本文以Al-Mg-Si-Cu合金为研究对象,从合金元素的微合金化作用和合金的热处理工艺出发,展开如下工作：(1)在6061铝合金的基础上,增加合金元素Cu的含量,采用铸锭冶金法制备Al-Mg-Si-Cu合金,并对Al-Mg-Si-Cu合金铸锭进行均匀化处理、轧制变形和固溶时效强化。(2)针对Al-Mg-Si-Cu合金锻造温度区间较窄的问题,采用Sc微合金化和固溶时效强化相结合的方法提高Al-Mg-Si-Cu合金的综合性能。(3)针对Sc价格昂贵的问题,采用Er替代Sc,并研究Er微合金化和固溶时效强化对Al-Mg-Si-Cu合金组织与性能的影响。研究结果表明,利用0.3wt%的Sc微合金化和固溶时效强化,使Al-Mg-Si-Cu合金抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到389MPa,351MPa和25.2%,且使合金的锻造温度区间增加50-C；而利用0.3wt%的Er微合金化和固溶时效强化,使Al-Mg-Si-Cu合金抗拉强度、屈服强度和延伸率分别提高到388MPa,350MPa和22.7%,且使合金的锻造温度区间增加40-C。总体而言,Er的微合金化效果没有Sc显著,但综合考虑生产成本以及对合金力学性能的轻微降低等因素,选用Al-Mg-Si-Cu-0.3Er合金作为高性能铝合金新材料更为可取。
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.3;TG146.21

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本文编号：1197288