挤压工艺对2297铝合金力学性能与电学性能的影响

发布时间：2020-06-03 06:52

【摘要】：本文采用常规铸造法制备了添加微量Ce、Ca和Y元素的2297合金,采用射线衍射分析(XRD)、金相组织观察(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)等组织分析技术以及显微硬度测试、室温力学性能测试和导电率测试等性能测试手段,分别对其铸态、均匀化态、挤压态、固溶时效态与微合金化的组织与性能进行了研究,并分析了挤压比、固溶工艺、时效时间和微合金化对合金力学性能与电学性能的影响。对实验合金铸态组织、均匀化态组织以及力学性能分析表明,铸态组织主要由等轴晶以及晶界处粗大的富Cu相组成,存在较明显的Cu元素偏析现象;在520℃进行不同时间的均匀化处理后,合金组织中非平衡相溶解到铝基体中,枝晶间偏析得到改善,获得最优均匀化工艺为520℃×24 h,显微硬度从86.3 HV降到70.7 HV,延伸率从4.4%上长至9.2%,有利于后续的热加工。通过研究挤压比对合金显微组织、显微硬度以及电学性能的影响表明,实验合金随着挤压比的增大,合金原始粗大的晶粒沿着挤压的方向逐渐拉长变细成纤维状晶粒,合金显微硬度随着挤压比的增大呈逐渐上升的趋势,但变化幅度不大;而导电率随着挤压比的增大逐渐下降。通过优化合金固溶制度,探索时效时间对合金力学性能与电学性能的影响表明,实验合金在480℃~520℃固溶1.5 h,在520℃固溶0.5~1.5 h时,合金随着固溶温度的升高,或固溶时间的延长,第二相逐渐分解溶入铝基体中,挤压留下的纤维组织也逐渐减少;抗拉强度、屈服强度、显微硬度和导电率逐渐提高,而延伸率逐渐下降;不同挤压比的合金在固溶处理时均表现出相同的响应规律,挤压比越大,第二相回溶铝基体的能力越强,抗拉强度、屈服强度和显微硬度值越大,而延伸率与导电率越低;挤压比为61的合金在520℃固溶1.5 h,190℃时效24 h的抗拉强度、屈服强度、延伸率、显微硬度和导电率分别是332 MPa、240 MPa、13.52%、126 HV和28.73%IACS。在190℃对挤压比为61的合金进行不同时间的时效处理,随着时效时间的延长,析出相逐渐增多,抗拉强度、屈服强度和显微硬度逐渐增强,进一步延长时间,抗拉强度、屈服强度和显微硬度出现下降趋势;导电率随着时间的延长一直呈上升的趋势,而延伸率一直呈下降趋势。通过研究微合金化对合金组织性能的影响表明,添加0.15 wt.%Ce、0.16 wt.%Ca、0.03 wt.%Y的合金均能细化铸态合金的晶粒,在晶界产生很多第二相;经520℃均匀化24 h后,显微硬度均下降,晶内偏析得到改善,有利于后续的热加工工艺;经过固溶时效后,实验合金的延伸率与导电率得到了提高,其中挤压比为61的添加0.15 wt.%Ce的合金延伸率和导电率分别达到了21.25%和38.26%IACS。
【图文】：

二元相图,二元相图,合金,三元相图

图 1.1 Al-Li 合金二元相图Fig. 1.1 Binary phase diagram of Al-Li alloyi 合金的三元相图[32]，548℃时 Cu 元素在 Al 中的和 P. Guyot 的研究表明[33]，在二元 Al-Li 合金中

三元相图,三元相图,合金

Al-Cu-Li合金三元相图
【学位授予单位】：昌吉学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG379

【参考文献】