Al-Mg-Mn合金组织织构及力学性能研究
发布时间：2017-08-21 18:48
本文关键词：Al-Mg-Mn合金组织织构及力学性能研究
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【摘要】：Al-Mg-Mn合金是一种非热处理强化合金,具有良好的强度、塑韧性、抗蚀性,而且易于加工成型,是一种在生产生活中应用较广泛的金属材料,其综合性能与其微观结构密切相关。Al-Mg-Mn合金板材在退火过程中晶粒的微观组织和取向分布会发生明显的变化。这些变化会影响到最终产品的性能,因此研究其在退火过程中的微观组织与织构的变化规律具有重要意义。本文采用半连续法制备了Al-5.5Mg-0.5Mn铸锭,冷轧成板材。利用XRD、SEM、TEM原位观察、EDS等手段分析了合金板材在不同退火状态下的微观组织结构以及合金中第二相对合金再结晶的影响,其中利用TEM原位观察技术分析了合金的再结晶行为;利用硬度测试和拉伸性能测试等手段分析了合金板材的力学性能;利用EBSD技术分析了Al-Mg-Mn合金在不同退火工艺下的取向差角分布和织构,研究了合金冷轧织构与再结晶织构的形成因素。实验结果表明合金板材中存在大量Al6Mn第二相粒子,尺寸较小且弥散的Al6Mn粒子钉扎位错,对于阻碍晶界的迁移起到重要的作用,从而阻碍再结晶晶粒长大。结合微观组织和硬度确定了合金板材的再结晶开始温度为250℃,终了温度为325℃。Al-5.5Mg-0.5Mn合金冷轧板材成品理想的退火工艺参数为:退火温度为325℃,退火保温时间为1h。在此条件下退火处理后的合金板材具有较好的综合力学性能,此时屈服强度达到255MPa,抗拉强度达到378MPa,延伸率23.8%。EBSD分析表明,冷轧态合金板材中含有89%的小角度晶界,随退火温度的升高,小角度晶界比例逐渐降低,大角度晶界比例逐渐增加,再结晶完成后大角度晶界达到80.2%。冷轧Al-Mg-Mn合金板材中的织构组分主要有铜型织构㘚1 1 2㘎㩳1 1 1㧐,黄铜型织构㘚1 1 0㘎㩳1 1 2㧐和S型织构㘚1 2 3㘎㩳6 3 4㧐。退火温度是影响合金板材织构组分的重要因素,合金中的形变织构含量随退火温度的升高而减少,同时再结晶织构含量逐渐增多。在合金再结晶温度范围内,铜型与S型织构减弱逐渐消失,保留少量的黄铜织构,立方织构成为主要织构组分。
【关键词】：Al-Mg-Mn合金 微观组织 原位TEM EBSD 织构
【学位授予单位】：内蒙古工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：
- 摘要3-4
- Abstract4-8
- 第一章 绪论8-16
- 1.1 引言8
- 1.2 Al-Mg系合金的概述8-11
- 1.2.1 合金元素在Al-Mg系合金中的作用8-9
- 1.2.2 Al-Mg系合金的强化9-10
- 1.2.3 Al-Mg系合金的应用10-11
- 1.3 铝合金的织构11-13
- 1.3.1 织构的表示11-12
- 1.3.2 研究现状12-13
- 1.4 EBSD技术概述13-14
- 1.4.1 系统组成13
- 1.4.2 测试原理13-14
- 1.4.3 应用14
- 1.5 论文研究意义和内容14-16
- 第二章 实验材料与方法16-23
- 2.1 实验技术路线16-17
- 2.2 实验合金成分17
- 2.3 实验合金的制备17
- 2.3.1 合金制备工艺17
- 2.3.2 合金热处理工艺17
- 2.4 实验合金组织结构及性能分析17-23
- 2.4.1 X-Ray衍射分析17-18
- 2.4.2 微观组织观察分析18
- 2.4.3 透射电子显微镜(TEM)观察分析18-19
- 2.4.4 电子背散射衍射（EBSD）分析19-21
- 2.4.5 硬度测试21
- 2.4.6 拉伸性能测试与断.形貌分析21-23
- 第三章 退火处理对合金的微观组织和力学性能的影响23-35
- 3.1 Al-Mg-Mn合金板材微观组织研究23-31
- 3.1.1 合金组织形貌分析23-25
- 3.1.2 X射线衍射分析（XRD）25
- 3.1.3 扫描电镜（SEM）和能谱（EDS）分析25-27
- 3.1.4 透射电镜（TEM）观察分析27-29
- 3.1.5 Al-Mg-Mn合金再结晶行为29-31
- 3.2 Al-Mg-Mn合金板材力学性能研究31-34
- 3.2.1 合金硬度分析31-32
- 3.2.2 合金拉伸性能分析32-33
- 3.2.3 拉伸断.观察与分析33-34
- 3.3 本章小结34-35
- 第四章 退火处理对合金织构的影响35-52
- 4.1 冷轧合金板材织构分析35-38
- 4.2 合金在不同温度退火后织构分析38-48
- 4.2.1 150℃退火后织构分析38-40
- 4.2.2 200℃退火后织构分析40-42
- 4.2.3 250℃退火后织构分析42-44
- 4.2.4 325℃退火后织构分析44-46
- 4.2.5 400℃退火后织构分析46-48
- 4.3 分析与讨论48-51
- 4.3.1 合金冷轧织构的形成48-49
- 4.3.2 合金再结晶织构的形成49-51
- 4.4 本章小结51-52
- 结论52-53
- 参考文献53-57
- 致谢57-58
- 攻读学位期间主要研究成果58
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 马鹏程;张迪;庄林忠;张济山;;冷轧工艺及退火温度对Al-Mg合金组织和性能的影响[J];材料科学与工程学报;2014年06期
2 刘静安,周昆;航空航天用铝合金材料的开发与应用趋势[J];铝加工;1997年06期
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4 唐建国;张新明;徐敏;欧军;;3104铝合金热粗轧板的织构梯度及其对热压缩变形后退火织构演变的影响[J];中国有色金属学报;2010年10期
，本文编号：714539
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