【摘要】：可熱處理強(qiáng)化的6xxx系(Al-Mg-Si(-Cu))合金由于其具有密度小、綜合力學(xué)性能、焊接性能和成形性能好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域,例如航天航空、汽車、高鐵、地鐵。通常認(rèn)為不含Cu的6xxx系鋁合金具有良好的抗腐蝕性能,含Cu的6xxx系鋁合金抗腐蝕性能較差。Al-Mg-Si-Cu合金在實(shí)際服役過程中會(huì)受到各種應(yīng)力,并且在沿海區(qū)域或雨霧天氣工作時(shí)又易受腐蝕介質(zhì)的侵蝕。在這個(gè)過程中Al-Mg-Si-Cu合金容易發(fā)生晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕,從而嚴(yán)重影響設(shè)備的使用壽命,更危及到生產(chǎn)建設(shè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著交通運(yùn)輸行業(yè)的快速發(fā)展,人們對(duì)鋁合金抗腐蝕性能的要求越來越高,因此探尋能夠提高Al-Mg-Si-Cu合金抗腐蝕性能的工藝是非常重要的。本文采用硬度測試、慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)、晶間腐蝕實(shí)驗(yàn)和TEM表征等手段,系統(tǒng)地研究了傳統(tǒng)T6工藝、形變時(shí)效工藝、回歸再時(shí)效工藝(RRA)、雙級(jí)時(shí)效工藝(T78)對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金抗應(yīng)力腐蝕性能和抗晶間腐蝕性能與顯微結(jié)構(gòu)的影響。研究結(jié)果如下:(1)經(jīng)過傳統(tǒng)T6工藝處理的合金有嚴(yán)重的應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕敏感性。與T6工藝相比,形變時(shí)效工藝既能大幅提高合金的強(qiáng)度,又能有效提高合金的抗應(yīng)力腐蝕和抗晶間腐蝕性能,T78工藝、RRA工藝能在保證合金強(qiáng)度的同時(shí)有效提高合金的抗應(yīng)力腐蝕性能和抗晶間腐蝕性能。(2)對(duì)于經(jīng)過傳統(tǒng)T6工藝處理的合金,晶內(nèi)主要形成的是針狀β″相。由于β″相幾乎不含Cu,Cu原子均勻地分布在基體中或晶界析出相處,從而使基體和晶界析出相電位較高,增加了與電位較低的PFZ之間的電位差,因此合金具有嚴(yán)重的腐蝕敏感性。(3)形變時(shí)效工藝中,預(yù)時(shí)效可以調(diào)控合金的硬度和抗腐蝕性能,預(yù)時(shí)效處理為峰值人工時(shí)效時(shí)合金獲得了硬度和抗腐蝕性能的最優(yōu)結(jié)合。冷軋引入的高密度位錯(cuò)有效提高了合金的硬度;晶內(nèi)析出大量納米級(jí)富Cu的板條狀Q"相或彎曲連續(xù)狀析出相,消除了晶界析出相的形成,并大大降低了基體與PFZ之間的電位差,顯著提高了合金的抗腐蝕性能。自然時(shí)效、欠人工時(shí)效和峰值人工時(shí)效預(yù)處理的合金晶內(nèi)析出程度依次增大,合金的抗腐蝕性能依次升高。(4)形變時(shí)效工藝中,再時(shí)效處理的溫度對(duì)合金抗腐蝕性能的影響并不明顯,其主要原因是不同溫度的再時(shí)效時(shí)間均選擇為峰值時(shí)效時(shí)間,導(dǎo)致合金內(nèi)析出程度相似,從而導(dǎo)致合金的抗腐蝕性能相似。(5)經(jīng)RRA工藝與T78工藝處理后,合金晶內(nèi)析出相主要為板條狀析出相,還有少量的針狀析出相。含Cu板條狀析出相消耗了大量Al基體中的Cu,使基體與PFZ之間的電位差明顯降低,因此提高了合金的抗腐蝕性能。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG146.21;TG166.3
【圖文】：

飽和固溶體會(huì)發(fā)生脫溶致使合金的強(qiáng)度得到提升，而稱為時(shí)效處理。經(jīng)固溶處理和淬火處理后，將合金放自然時(shí)效，將合金放在室溫以上某一溫度保留一定時(shí)時(shí)效或者人工時(shí)效處理的合金，其強(qiáng)度都會(huì)有所提高出相或者原子團(tuán)簇能夠起到阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)的作用。當(dāng)時(shí)，如圖 1.1b 所示，位錯(cuò)可以切過團(tuán)簇并和它一起發(fā)礙，因此提高了合金的強(qiáng)度。當(dāng)位錯(cuò)無法切過該析出因受到阻礙而變得彎曲，當(dāng)外應(yīng)力不斷增加時(shí)致使位在析出相附近形成一個(gè)位錯(cuò)環(huán)，形成位錯(cuò)環(huán)之后位錯(cuò)動(dòng)受到阻礙致使材料的強(qiáng)度得到提升，如圖 1.1a 所示l-Mg-Si-Cu 合金最重要的強(qiáng)化方法，它的析出規(guī)律隨著度及時(shí)間等因素的改變而改變，例如熱處理可改變合布。由此可見熱處理工藝不同會(huì)導(dǎo)致合金出現(xiàn)不同的

圖 1.2 6xxx 系鋁合金析出序列[6]-Cu 合金的腐蝕形式料與周圍的環(huán)境或介質(zhì)間形成了相互的作用而引所說的腐蝕通常指的是金屬因發(fā)生腐蝕而損壞，學(xué)或電化學(xué)或物理作用，而產(chǎn)生的性能衰退和破化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕、物理腐蝕，鋁合金主要發(fā)將腐蝕分為局部腐蝕及全面腐蝕，局部腐蝕又包晶間腐蝕、剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕等[25過更換材料來防止事故的發(fā)生，但局部腐蝕由于其潛在危害程度遠(yuǎn)高于全面腐蝕。為了防止和延備工藝，調(diào)整合金成分及組織，改變合金內(nèi)部的還可以通過在材料表面添加涂層，對(duì)材料表面預(yù)料內(nèi)部不受腐蝕[26]。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 陳吉華;邰輝輝;嚴(yán)紅革;田翔宇;尹航;周雄鵬;馬昭婕;;擠壓對(duì)Mg-Zn-Sn-Al合金力學(xué)性能和腐蝕行為的影響[J];湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年12期

2 張永軍;;鋁合金汽車板性能與應(yīng)用分析[J];世界有色金屬;2015年12期

3 陳辛波;杭鵬;王葉楓;;電動(dòng)汽車輕量化技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];汽車工程師;2015年11期

4 顧媛;陳江華;劉春輝;朱東暉;劉力梅;陶冠輝;;預(yù)變形對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金時(shí)效硬化和顯微結(jié)構(gòu)的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2015年11期

5 羅先甫;查小琴;鄭國華;張利娟;趙陽;;時(shí)效工藝對(duì)2000系高強(qiáng)鋁合金慢應(yīng)變速率拉伸性能的影響[J];材料開發(fā)與應(yīng)用;2015年04期

6 鄭傳波;益幗;高延敏;;高強(qiáng)鋁合金應(yīng)力腐蝕及氫滲透行為研究進(jìn)展[J];腐蝕與防護(hù);2013年07期

7 韓方圓;崔令江;;鋁合金板材在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];鍛壓裝備與制造技術(shù);2013年03期

8 李祥亮;陳江華;劉春輝;馮佳妮;王時(shí)豪;;T6和T78時(shí)效工藝對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金顯微結(jié)構(gòu)和性能的影響[J];金屬學(xué)報(bào);2013年02期

9 劉萬雷;常新龍;張有宏;賴建偉;;鋁合金應(yīng)力腐蝕機(jī)理及研究方法[J];腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù);2013年01期

10 寧康琪;彭北山;盛志敬;寧愛林;;高強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)化機(jī)制[J];邵陽學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊修波;Al-Zn-Mg(Cu)合金的熱處理、微觀結(jié)構(gòu)與性能研究[D];湖南大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 李祥亮;Al-Mg-Si-Cu合金腐蝕特性與顯微結(jié)構(gòu)間關(guān)系的研究[D];湖南大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2724789