高压对Al-20Mg合金固态相变及力学性能影响

发布时间：2017-09-26 18:30

  本文关键词：高压对Al-20Mg合金固态相变及力学性能影响

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【摘要】：本文对Al-20Mg合金高压下固态相变进行了研究,分析了温度及压力对Al-20Mg合金固态组织、物相及力学性能的影响,并对高压试样常压时效机制及Al-Mg相图富Al端随压力变化趋势进行了探讨。通过物相分析发现,Al-20Mg合金在2GPa 200℃保温保压1h,其第二相由铸态β相转变为亚稳固溶体和γ相,γ相呈球状分布于亚稳固溶体中。在2GPa 250℃保温保压1h,γ相相对粗化,出现奥斯瓦尔德熟化,亚稳固溶体向无序固溶体转变,且原第二相与α-Al交界处的γ相出现溶解,此处过饱和固溶体中Mg原子有向α-Al扩散趋势。在2GPa 300℃保温保压1h,亚稳固溶体消失,γ相含量较少,试样固溶度出现大范围不均匀。在2GPa 350℃保温保压1h,γ相消失,得到全部Al基固溶体,但固溶度依旧不均匀。在2GPa 400℃保温保压1h,得到均匀Al基固溶体。3GPa 200℃保温保压1h及3GPa 250℃保温保压1h与2GPa 200℃保温保压1h及2GPa 250℃保温保压1h对比,试样内γ相减少,Al基固溶体增多,说明进入Al基固溶体单相区所需温度更低,压力增加使Al-Mg相图Al基固溶体区域扩大。Al-20Mg合金2GPa 400℃保温保压1h后再经常压180℃时效10h处理,存在固溶体失稳分解过程及密集析出区,析出相为有规律层片状分布,不同晶粒层片取向不同,与沿母相特定惯习面析出有关。高压固溶的Al-20Mg合金是抗拉强度和塑性均显著优于常压时效的Al-20Mg合金,这是由于高压使试样固溶度提高,而且通过塑性变形后升温再结晶使晶粒得到细化。高压固溶能显著改善Al-20Mg合金铸态组织,铸态Al-20Mg合金经高压固溶后的力学性能比高压凝固的Al-20Mg合金要高。Al-20Mg合金经2GPa 250℃保温保压1h处理试样断裂方式为穿晶断裂,断裂强度取决于晶粒细化程度及第二相相间距。2GPa 400℃保温保压1h的Al-20Mg合金及2GPa高压凝固的Al-20Mg合金均为沿晶断裂。Al-20Mg合金高压固溶后再经过常压时效主要为解理断裂。高压固溶的Al-20Mg试样维氏硬度低于常压时效试样。无论是高压固溶还是常压固溶,经过常压时效后合金硬度普遍高于铸态。
【关键词】：Al-20Mg合金 高压 固态相变 力学性能
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-19
• 1.1 课题背景和研究意义8-9
• 1.2 高压技术与设备9-10
• 1.3 高压对合金组织及性能的影响10-15
• 1.3.1 高压对Al-Mg合金凝固组织及及力学性能影响10-12
• 1.3.2 高压固溶对Cu52Cr48 合金硬度和抗压性能的影响12-13
• 1.3.3 高压固溶对AZ91D镁合金组织的影响13-15
• 1.4 高压对合金相图及晶体形核结晶影响15-17
• 1.4.1 高压对合金相图的影响15-16
• 1.4.2 高压对晶体形核结晶影响16-17
• 1.5 Al-Mg二元合金概述17-18
• 1.6 论文主要研究内容18-19
• 第2章 实验材料与实验方法19-22
• 2.1 Al-20Mg铸态材料的制备19
• 2.2 固溶及时效参数设定19
• 2.3 Al-20Mg高压试样的制备19-20
• 2.4 测试分析方法20-22
• 2.4.1 物相分析20
• 2.4.2 显微组织观察20-21
• 2.4.3 相变温度测定21
• 2.4.4 显微硬度测试21
• 2.4.5 拉伸强度测试21-22
• 第3章Al-20Mg高压固溶及常压时效组织变化22-51
• 3.1 引言22
• 3.2 铸态Al-20Mg组织及物相分析22-24
• 3.3 高压下不同参数对Al-20Mg合金组织影响24-37
• 3.3.1 2GPa 200℃保温保压 1h组织及物相变化24-28
• 3.3.2 2GPa 250℃保温保压 1h组织及物相变化28-31
• 3.3.3 2GPa 300℃保温保压 1h组织及物相变化31-33
• 3.3.4 2GPa 350℃及 2GPa 400℃保温保压 1h组织及物相变化33-35
• 3.3.5 3GPa 200℃及 3GPa 250℃保温保压 1h组织及物相变化35-37
• 3.4 常压下Al-20Mg时效析出组织变化37-40
• 3.4.1 2GPa 400℃1h试样常压时效后组织变化37-38
• 3.4.2 铸态试样常压固溶+常压时效后组织变化38-40
• 3.5 高压下Al-20Mg固溶度变化及 γ 相形成原因分析40-44
• 3.6 高压试样常压时效 β 相析出机制44-49
• 3.7 本章小结49-51
• 第4章Al-20Mg高压固溶及常压时效力学性能51-62
• 4.1 引言51
• 4.2 不同组织Al-20Mg拉伸性能及断裂机制51-60
• 4.2.1 拉伸性能51-56
• 4.2.2 断口分析56-59
• 4.2.3 维氏硬度59-60
• 4.3 本章小结60-62
• 结论62-63
• 参考文献63-68
• 致谢68

【参考文献】

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1 王淑英;;高压热处理对Cu52Cr48合金硬度和抗压性能的影响[J];金属热处理;2014年02期

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本文编号：925068