6061铝合金成分均匀化及表面TIG重熔处理研究

发布时间：2017-10-01 00:03

  本文关键词：6061铝合金成分均匀化及表面TIG重熔处理研究

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【摘要】：6061铝合金是一种具有中等强度并且机械加工性能良好的Al-Mg-Si三元系铝合金，应用范围非常广泛。但是铸态6061铝合金因其具有成分偏析、自身氧化形成的表面氧化铝膜所产生的防护作用非常有限等缺点，导致加工瑕疵降低产品使用质量。因此本文对两种成分不同的6061铝合金开展了均匀化退火和氩弧表面重熔处理实验，突出点是研究了材料不同区域(由表及里)成分偏析均匀化转变规律及微量元素对均匀化组织转变的影响，实验结果对实际材料生产具有重要的参考价值。 研究发现，在560℃的退火条件下，两种合金的退火过程总趋势是随着保温时间的延长，，铸态合金中的合金元素逐渐扩散，晶界偏析慢慢消失，合金内部元素分布趋于均匀，只有部分难溶化合物存在。在两种合金中不同部位均匀化速度存在明显差异，表层组织的均匀化速度明显快于中间和心部组织，中间和心部组织之间的均匀化速度无明显差异。对于两种成分不同合金，中间和心部组织均匀化速度存在明显差异。 关于微量元素对均匀化的影响，实验发现Cu和Zn元素在560℃的条件下均匀化效果不明显。在此保温温度下富铁相由β-AlFeSi相向α-AlFeSi相的转变依赖于Mn元素的参与，Mn的含量对富铁相的转变速度有明显的影响。实验中均匀化的总趋势是Mg2Si的回溶随度最快，富铁相次之；冷却方式对合金均匀化退火的影响体现在退火后组织中Mg2Si的析出量和析出尺寸上，对富铁相的影响不明显。 表面重熔处理对合金的组织和性能有非常大的影响，能够较大的促进表面成分均匀化。特别是对富铁相，在本实验条件下，其均匀化程度明显优于普通退火；重熔后表面平均显微硬度提升10%以上，随着重熔电流的增大材料的摩擦系数随之增大，磨损量随着电流增加而减小并逐渐趋于稳定。盐水侵泡的结果证明表面重熔对材料的抗盐水侵蚀能力有非常大的提高。表面重熔后晶间腐蚀明显减少，腐蚀类型变为以点腐蚀为主，腐蚀量明显减少。
【关键词】：6061铝合金 均匀化退火 表面重熔 耐磨性 防腐蚀性能
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.3;TG444.74
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 铝合金的分类9-10
• 1.3 6000 系铝合金的化学成分及相组成10-12
• 1.3.1 合金中的 Mg 和 Si 元素对 6000 系合金组织性能的影响11
• 1.3.2 合金中的 Cu 元素对 6000 系合金组织性能的影响11
• 1.3.3 合金中的 Mn 元素对 6000 系合金组织性能的影响11-12
• 1.3.4 合金中的 Fe 元素对 6000 系合金组织性能的影响12
• 1.4 合金的均匀化热处理12-16
• 1.4.1 铸造合金的凝固和微观组织12-14
• 1.4.2 铸造合金的宏观组织和缺陷14-15
• 1.4.3 均匀化退火处理工艺的种类和影响因素15-16
• 1.5 6061 铝合金表面改性处理16-18
• 1.5.1 表面镀膜处理16
• 1.5.2 表面离子注入处理16
• 1.5.3 表面氧化处理16-17
• 1.5.4 表面熔覆处理17-18
• 1.5.5 表面重熔处理18
• 1.6 课题研究内容及意义18-21
• 第二章 实验方法与表征21-27
• 2.1 实验材料与设备21-22
• 2.2 样品制备22-23
• 2.2.1 退火样品制备及热处理工艺设定22-23
• 2.2.2 表面氩弧重熔处理样品制备及工艺设定23
• 2.3 组织观察23-24
• 2.4 性能测试24-27
• 2.4.1 显微硬度测试24
• 2.4.2 磨损实验测试24-25
• 2.4.3 盐水侵蚀测试25-27
• 第三章 6061 铝合金均匀化退火分析27-43
• 3.1 引言27
• 3.2 原始组织观察27-31
• 3.3 合金退火时间的确定31-35
• 3.3.1 A 合金退火时间的确定31-34
• 3.3.2 B 合金退火时间的确定34-35
• 3.4 合金退火保温过程讨论35-40
• 3.4.1 合金不同部位退火效果出现差异的原因分析35-36
• 3.4.2 合金第二相退火机理的讨论36-40
• 3.5 合金不同冷却方式对合金退火效果的影响40-41
• 3.6 本章小结41-43
• 第四章 6061 铝合金表面 TIG 重熔处理43-63
• 4.1 合金表面 TIG 重熔后组织观察43-46
• 4.2 电流对重熔表面的影响46-48
• 4.3 表面重熔对合金硬度的影响48-49
• 4.4 合金表面 TIG 重熔后磨损特性49-58
• 4.4.1 磨损的分类49-51
• 4.4.2 材料的磨损过程51
• 4.4.3 摩擦系数分析51-53
• 4.4.4 磨损量和磨损系数分析53-54
• 4.4.5 磨损面和磨屑分析54-58
• 4.4.5.1 未重熔铝合金磨面分析55
• 4.4.5.2 重熔合金磨面分析55-56
• 4.4.5.3 磨损机理分析56-58
• 4.6 表面重熔对合金抗盐水侵蚀性能分析58-61
• 4.6.1 浸泡过程中试样重量的变化58-59
• 4.6.2 腐蚀样品的微观形貌59-61
• 4.7 本章小结61-63
• 第五章 结论63-65
• 参考文献65-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：951145