固溶处理对含Fe铝合金组织与性能的影响

发布时间：2017-08-05 12:18

  本文关键词：固溶处理对含Fe铝合金组织与性能的影响

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【摘要】：本文针对半固态及热挤压态含铁Al-Cu合金经过T6热处理后力学性能下降的问题，，开展了旨在分析该过程中T6热处理后的组织与性能的研究工作。重点研究了Fe元素含量、成型工艺、热处理时间及温度等对Al-4Cu-xFe基合金微观组织和力学性能的影响，以及T6热处理过程中相变问题。系统的研究了该合金在铸态、热挤压态、及半固态挤压成形工艺中的合金微观组织和力学性能的变化规律。采用了SEM、TEM、DSC等手段观察了合金的形貌，分析了合金热处理强化的反常强化机理。 研究结果表明：在一定范围内随着铁元素含量的增高，Al-4Cu基合金的力学性能有了明显的提高，铸态Al-4Cu-2Fe的抗拉强度为84.54MPa，较Al-4Cu提高了61%。铸态Al-4Cu-5.5Fe的抗拉强度为133.68MPa,提高幅度更为明显。基体中的Al3Fe相由细针状过渡到针片状，硬质相的增加使力学性能得到了改善。改变成型工艺，力学性能得到进一步的提升。半固态Al-4Cu-5.5Fe的布氏硬度值为68.2HB，而热挤压态Al-4Cu-5.5Fe的布氏硬度值为80.5HB.较铸态分别提升了13.3%和33.7%。半固态及热挤压态能够细化和粉碎合金中粗大尖锐的第二相，减少其对基体的割裂作用，并且有相当部分的第二相以近颗粒状存在。 对不同工艺不同成分的合金进行T6热处理，发现含铁的Al-Cu基合金经过挤压成形工艺，随着固溶时间及温度的增加，其力学性能出现了明显下降的趋势。分析其热处理反常机理为合金在半固态及热挤压成型过程中形成了大量的位错，T6热处理过程中，同等条件下Cu在Al基体中的扩散速率大于Fe，Cu元素以高温下的高能量为驱动力，以浓密的位错为通道，由基体向富铁相周围聚集，并且发生了相转变，由Al2Cu相转变成了更加稳定的Al7Cu2Fe相，最终富集在Al3Fe相周围，对基体产生了割裂作用，从而降低了合金的力学性能。
【关键词】：Al-Cu合金 富扗相 半固态成形 热挤压成形 热处理
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 铝合金中富铁相的存在问题及研究现状9-12
• 1.1.1 铝合金中富铁相的存在问题9-11
• 1.1.2 铝合金中富铁相的研究现状11-12
• 1.2 铝合金的热处理12-13
• 1.3 富铁相对铝合金热处理影响的研究现状13-15
• 1.4 本课题的研究意义及内容15-16
• 1.4.1 本课题研究意义15
• 1.4.2 本课题研究内容15-16
• 第2章 实验材料与方法16-23
• 2.1 实验材料16
• 2.2 实验设备16-19
• 2.2.1 制备合金所用设备16-18
• 2.2.2 其他设备18-19
• 2.3 实验方法19-23
• 2.3.1 合金的熔炼19
• 2.3.2 半固态合金的制备19-20
• 2.3.3 制备热挤压态合金20-21
• 2.3.4 热处理21
• 2.3.5 力学性能实验21-22
• 2.3.6 显微组织观察22-23
• 第3章 Fe 元素及固溶温度对 Al-4Cu 基合金热处理强化行为的影响23-36
• 3.1 Fe 元素对 Al-4Cu 基合金组织与性能的影响23-26
• 3.1.1 Fe 元素对 Al-4Cu 基合金力学性能的影响23-24
• 3.1.2 Fe 元素对 Al-4Cu 基合金组织的影响24-26
• 3.2 固溶温度对不同铁含量热挤压成形 Al-4Cu 基合金性能的影响26-29
• 3.2.1 固溶温度对热挤压成形 Al-4Cu-2Fe 合金性能的影响26-28
• 3.2.2 固溶温度对热挤压成形 Al-4Cu-5.5Fe 合金性能的影响28-29
• 3.3 固溶温度对不同铁含量热挤压成形 Al-4Cu 基合金热处理组织的影响29-36
• 3.3.1 热挤压成形 Al-4Cu-2Fe 合金热处理组织29-31
• 3.3.2 热挤压成形 Al-4Cu-5.5Fe 合金热处理组织31-36
• 第4章 固溶时间对 Al-4Cu-5.5Fe 合金热处理的影响36-44
• 4.1 固溶时间对 Al-4Cu-5.5Fe 合金热处理性能的影响36-37
• 4.2 固溶时间对 Al-4Cu-5.5Fe 合金固溶热处理组织的影响37-44
• 4.2.1 铸态 Al-4Cu-5.5Fe 合金热处理组织37-39
• 4.2.2 热挤压态 Al-4Cu-5.5Fe 合金热处理组织39-40
• 4.2.3 半固态 Al-4Cu-5.5Fe 合金热处理组织40-44
• 第5章 半固态 Al-4Cu-5.5Fe 合金固溶热处理的相变分析44-53
• 5.1 半固态 Al-4Cu-5.5Fe 合金固溶处理过程中的相变的确定44-50
• 5.2 半固态 Al-4Cu-5.5Fe 合金固溶处理过程中相转变的分析50-53
• 第6章 结论53-54
• 参考文献54-59
• 在学研究成果59-60
• 致谢60

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：624872