強(qiáng)塑性變形條件下高M(jìn)g2Si含量Al-Mg-Si合金的組織與性能.pdf

1、Al-Mg-Si合金是目前應(yīng)用廣泛的一種鋁合金，其主要增強(qiáng)相是第二相Mg2Si，Mg2Si相作為一種優(yōu)良的增強(qiáng)相，可以顯著提高合金的強(qiáng)度，但是傳統(tǒng)的Al-Mg-Si合金(Si為0.3-1.3[％]wt.，Mg為0.35-1.4[％]wt.)中Mg、Si含量都較少，增強(qiáng)相Mg2Si的含量也較少，之所以沒(méi)有通過(guò)增加增強(qiáng)相Mg2Si的方式來(lái)進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度，是因?yàn)镸g2Si相是以粗大的漢字狀或骨骼狀分布在基體晶界處，對(duì)合金又嚴(yán)重的割裂作用

2、。
　　 等通道轉(zhuǎn)角擠壓技術(shù)(ECAP)是一種細(xì)化晶粒的有效途徑，它是通過(guò)往復(fù)擠壓積累大塑性變形細(xì)化材料晶粒，來(lái)制備超細(xì)晶材料的。本文通過(guò)提高Al-Mg-Si合金中增強(qiáng)相Mg2Si的含量，借助等通道轉(zhuǎn)角擠壓技術(shù)對(duì)基體和Mg2Si相的細(xì)化和碎化作用，來(lái)制備綜合性能優(yōu)異的高M(jìn)g2Si含量的Al-Mg-Si合金，同時(shí)又探索了Sb變質(zhì)及等通道轉(zhuǎn)角擠壓兩種工藝結(jié)合制備高強(qiáng)度Al-Mg-Si合金的途徑；研究了時(shí)效處理對(duì)合金力學(xué)性能的影響。<

3、br>　　 試驗(yàn)煉制了Al-5Mg-2Si、Al-10Mg-Si、Al-10Mg-4Si-0.8Sb三種成分的Al-Mg-Si合金，在250℃下以Bc路徑進(jìn)行多道次的等通道轉(zhuǎn)角擠壓，以求達(dá)到改善合金組織，提高合金力學(xué)性能的目的。利用X射線衍射儀(XRD)對(duì)三種成分的合金進(jìn)行物相分析，利用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對(duì)合金鑄態(tài)及擠壓態(tài)合金進(jìn)行微觀組織觀察；對(duì)合金的力學(xué)性能進(jìn)行了室溫拉伸試驗(yàn)和硬度測(cè)量。
　　

4、 物相分析表明，Al-Mg-Si合金中主要由a-Al和增強(qiáng)相Mg2Si組成；掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對(duì)擠壓前后合金的微觀組織觀察表明：合金鑄態(tài)組織基體晶粒比較粗大，第二相Mg2Si以粗大的骨骼狀或漢字狀分布在基體晶界處；變質(zhì)處理的鑄態(tài)合金，基體晶粒有了一定細(xì)化，增強(qiáng)相Mg2Si的尺寸也有一定的減小，但是細(xì)化效果不顯著；等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，基體晶粒得到明顯細(xì)化，增強(qiáng)相Mg2Si也得到了顯著碎化，并在基體中呈一定的彌散分布；等通道轉(zhuǎn)角擠

5、壓對(duì)Mg2Si含量較多的Al-10Mg-4Si的細(xì)化效果要優(yōu)于Mg2Si含量較少的Al-5Mg-2Si合金，這是由于較多的第二相Mg2Si對(duì)基體細(xì)化有更大的促進(jìn)作用。
　　 力學(xué)性能測(cè)試表明：合金鑄態(tài)組織的抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都很低，硬度也較低，這是第二相Mg2Si在基體中的形貌和分布所決定的，變質(zhì)處理的Al-10Mg-4Si-0.8Sb合金鑄態(tài)時(shí)力學(xué)性能優(yōu)于未變質(zhì)的兩種Al-Mg-Si合金，這是由于Sb變質(zhì)對(duì)合金鑄態(tài)組織的改善的原

6、因；等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，三種成分的Al-Mg-Si合金的抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、硬度都有了顯著的提升。同成分的合金，4道次擠壓后合金的抗拉強(qiáng)度要高于8道次擠壓，但伸長(zhǎng)率略有下降，這可能是由于織構(gòu)的原因造成的；同等道次擠壓后，Al-10Mg-4Si合金的抗拉強(qiáng)度明顯高于Al-5Mg-2Si合金，說(shuō)明合金中碎化的增強(qiáng)相Mg2Si含量越多，對(duì)合金強(qiáng)度的增強(qiáng)作用越大；同等道次擠壓，經(jīng)變質(zhì)處理后的Al-10Mg-4Si-0.8Sb合金的抗拉強(qiáng)度較未變質(zhì)的