氩气除氢对5083铝合金铸锭高温力学性能的影响
发布时间：2021-10-05 08:18
试验研究了氩气除氢对5083铝合金铸锭高温力学性能的影响。结果表明,经过氩气处理后,熔体中的氢含量从未处理前的0.38 cm3/100 g Al降至0.217 cm3/100 g Al,除氢率可达42.9%;另外,对铸锭试样分别进行20℃、100℃、175℃、250℃、325℃和400℃拉伸试验,发现随着温度的升高,除氢对铸锭试样的抗拉强度和屈服强度影响越来越小,低于325℃时,除氢后铸锭强度明显高于未除氢的;在325℃～400℃时,除氢铸锭的强度与未除氢的差别不大;但是,随着拉伸温度的提高,除氢后铸锭的伸长率比未除氢的更大,在175℃以上更为明显一些。
【文章来源】：轻合金加工技术. 2020,48(09)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
5083铝合金熔体是否经氩气除氢的凝固显微组织
对1#和2#铸锭试样分别进行拉伸试验，拉伸试验温度分别为20℃、100℃、175℃、250℃、325℃和400℃。图2是5083铝合金试样的力学性能，图中US—抗拉强度，YS—屈服强度，E—伸长率。除氢后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为285 N/mm2、123 N/mm2和26.2%，比未除氢的分别提高了9.6%、4.2%和77%，可见对屈服强度提高不明显，对伸长率提高比较显著;随着试验温度的提高，除氢对合金力学性能的影响逐渐减小;低于325℃时，除氢后铸锭的抗拉强度与屈服强度高于未除氢铸锭的;在325℃～400℃时，除氢后铸锭强度与未除氢的差别不大;试验温度升高对除氢与否的铸锭伸长率影响不大，而在175℃以上影响显著一些。图3是5083铝合金1#和2#铸锭试样在20℃～400℃的真应力-真应变曲线及其应变硬化指数n值。当温度20℃～100℃，其曲线变化不明显，表明在此温度范围合金在变形时仍然有一定程度的加工硬化现象，软化作用不是主要的;当温度分别升高至175℃、250℃时，合金的n值剧烈降低，可从0.28(最大值)降至0.12，这表明提高变形温度后导致合金软化起主要作用，加工硬化作用在减弱;当变形温度提高至325℃和400℃时，从图中可以明显看出，合金的变形几乎都是软化作用，几乎没有加工硬化现象。这是因为5083铝合金为高镁含量合金，镁元素会降低合金的层错能，这将使位错更容易扩展而结合成密度较大的位错网，导致位错难以从位错网中“脱离”，最终导致动态再结晶发生。
图4是5083铝合金铸锭拉伸试样断口纵剖面的气孔分布。从图4可见，气孔随试样的不断拉伸变形而被拉长、长大，之后沿着晶界扩展，最终形成具有一定尺寸的大气孔;当拉伸温度为100℃时，气孔尺寸较小且距离断口附近的小气孔也被拉长，见图4a、b;当拉伸温度为400℃时，由于高温下合金的塑形很好，导致许多微小气孔也被拉长并且长大成大气孔，见图4c、d。图3 5083铝合金铸锭试样不同温度下真应力-真应变曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]7085铝合金热压缩变形的流变应力本构方程[J]. 沈耀红,张志清,覃丽禄,黄光杰,刘庆. 材料导报. 2011(04)
[2]熔体保温条件下溶质Si含量对超声波处理铝合金凝固组织的影响[J]. 贾征,李军文,姜峰,尹铁生,杨旭光,付莹,赵阳. 轻合金加工技术. 2009(08)
[3]空洞对超塑性的影响[J]. 崔建忠,吴庆令,马龙翔. 东北工学院学报. 1987(02)
博士论文
[1]铝合金低频电磁铸造过程中的热量传输[D]. 王向杰.东北大学 2009
[2]镁合金熔液含氢量测试系统及除氢工艺的研究[D]. 许四祥.华中科技大学 2007
本文编号：3419348
【文章来源】：轻合金加工技术. 2020,48(09)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
5083铝合金熔体是否经氩气除氢的凝固显微组织
对1#和2#铸锭试样分别进行拉伸试验，拉伸试验温度分别为20℃、100℃、175℃、250℃、325℃和400℃。图2是5083铝合金试样的力学性能，图中US—抗拉强度，YS—屈服强度，E—伸长率。除氢后的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为285 N/mm2、123 N/mm2和26.2%，比未除氢的分别提高了9.6%、4.2%和77%，可见对屈服强度提高不明显，对伸长率提高比较显著;随着试验温度的提高，除氢对合金力学性能的影响逐渐减小;低于325℃时，除氢后铸锭的抗拉强度与屈服强度高于未除氢铸锭的;在325℃～400℃时，除氢后铸锭强度与未除氢的差别不大;试验温度升高对除氢与否的铸锭伸长率影响不大，而在175℃以上影响显著一些。图3是5083铝合金1#和2#铸锭试样在20℃～400℃的真应力-真应变曲线及其应变硬化指数n值。当温度20℃～100℃，其曲线变化不明显，表明在此温度范围合金在变形时仍然有一定程度的加工硬化现象，软化作用不是主要的;当温度分别升高至175℃、250℃时，合金的n值剧烈降低，可从0.28(最大值)降至0.12，这表明提高变形温度后导致合金软化起主要作用，加工硬化作用在减弱;当变形温度提高至325℃和400℃时，从图中可以明显看出，合金的变形几乎都是软化作用，几乎没有加工硬化现象。这是因为5083铝合金为高镁含量合金，镁元素会降低合金的层错能，这将使位错更容易扩展而结合成密度较大的位错网，导致位错难以从位错网中“脱离”，最终导致动态再结晶发生。
图4是5083铝合金铸锭拉伸试样断口纵剖面的气孔分布。从图4可见，气孔随试样的不断拉伸变形而被拉长、长大，之后沿着晶界扩展，最终形成具有一定尺寸的大气孔;当拉伸温度为100℃时，气孔尺寸较小且距离断口附近的小气孔也被拉长，见图4a、b;当拉伸温度为400℃时，由于高温下合金的塑形很好，导致许多微小气孔也被拉长并且长大成大气孔，见图4c、d。图3 5083铝合金铸锭试样不同温度下真应力-真应变曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]7085铝合金热压缩变形的流变应力本构方程[J]. 沈耀红,张志清,覃丽禄,黄光杰,刘庆. 材料导报. 2011(04)
[2]熔体保温条件下溶质Si含量对超声波处理铝合金凝固组织的影响[J]. 贾征,李军文,姜峰,尹铁生,杨旭光,付莹,赵阳. 轻合金加工技术. 2009(08)
[3]空洞对超塑性的影响[J]. 崔建忠,吴庆令,马龙翔. 东北工学院学报. 1987(02)
博士论文
[1]铝合金低频电磁铸造过程中的热量传输[D]. 王向杰.东北大学 2009
[2]镁合金熔液含氢量测试系统及除氢工艺的研究[D]. 许四祥.华中科技大学 2007
本文编号：3419348
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