本文關鍵詞：鋯與稀土對Al-Mg-Si系合金的組織和力學性能影響研究　出處：《江蘇大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著能源和環(huán)境問題的日益凸顯,交通工具的輕量化勢在必行。鋁合金以其高比強度、比模量等優(yōu)勢,逐漸成為新型汽車、高速列車等交通工具輕量化設計的重要結構材料。在汽車用鋁合金的選擇上,Al-Mg-Si系合金因其強度高、成形/型性好、以及良好的耐蝕和機加工性能,成為當前研究和使用的主要合金。然而,我國汽車用Al-Mg-Si系合金的開發(fā)和應用起步較晚,與國外同類產(chǎn)品相比在強塑性、疲勞性能方面偏低,無法滿足制造業(yè)快速發(fā)展對合金日益增長的高性能要求,因此,進一步提高Al-Mg-Si系合金的力學性能刻不容緩。本課題向Al-Mg-Si系合金中引入Zr+Er和Zr+Y兩種“Zr+稀土”組合元素,通過熱處理和軋制變形,研究“Zr+稀土”對Al-Mg-Si系合金的顯微組織和力學性能的影響,并分析其強韌化機理。凝固組織分析表明:Zr+Er和Zr+Y的加入,會使合金中產(chǎn)生富含稀土的結晶相。Zr+Er的加入可在合金晶界處產(chǎn)生AlErZr相,Zr+Y的加入可在合金晶內和晶界附近產(chǎn)生大量針狀AlCu YSi和少量塊狀Al3Zr相。另外,兩種“Zr+稀土”元素的引入均細化了合金的鑄態(tài)組織,且Zr+Y的細化效果更顯著。對合金凝固過程的分析表明,Zr+Er的主要細化機理為溶質原子偏聚,而Zr+Y的主要細化機理為異質形核。熱處理和軋制過程中的組織結構演變分析表明:熱處理過程中,圓形Q-AlMgCuSi和塊狀Mg2Si結晶相消失,晶界產(chǎn)物減少,針狀AlFeMn(Cr)Si和Al CuYSi相發(fā)生熔斷,趨向顆粒狀。同時,Mn、Cr等元素從ɑ-Al晶粒中析出,并向枝晶邊界偏析,形成晶內無析出現(xiàn)象,且晶粒越小偏析越嚴重。從而“Zr+稀土”元素的添加,在細化晶粒的同時,也使Mn、Cr等元素偏析加劇。另外,“Zr+稀土”元素的加入也會使合金晶粒的軋制變形抗力增加,且晶粒越細小,合金晶粒變形抗力越大。力學性能研究表明:Zr+Er和Zr+Y的加入使鑄態(tài)合金抗拉強度分別提高11.3%和18.1%,屈服強度提高7.4%和9.5%,延伸率提高22.4%和4.8%。軋制并進行T6熱處理后,Zr+Er的加入使軋制T6態(tài)合金抗拉強度提高2.7%,屈服強度提高1.9%,延伸率提高24.2%;Zr+Y使軋制T6態(tài)合金抗拉強度降低2.7%,屈服強度降低4.0%,延伸率提高10.1%,這與“Zr+稀土”對合金凝固、熱處理和軋制過程中的組織結構演變的影響密切相關。
【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.21

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1 張永v，

本文編號：1315032