電阻法研究擠壓態(tài)Al-Mg-Si合金的固溶及時效過程.pdf

1、Al-Mg-Si系擠壓鋁合金密度低、耐腐蝕、焊合性好，具有良好的綜合機械性能。本文在Al-Mg-Si系擠壓鋁合金基礎(chǔ)上，用電阻法和硬度法測試固溶和時效過程中性能的變化，結(jié)合由DSC方法得到的時效過程的轉(zhuǎn)變曲線，得到了較佳的時效熱處理工藝。本文研究的主要結(jié)果如下： 通過研究固溶過程中合金的電阻率變化，結(jié)果表明，空位是通過空位-溶質(zhì)原子聯(lián)合體來影響合金的電阻率的，它引起的附加電阻率不僅與固溶溫度有關(guān)，還與溶進(jìn)基體的溶質(zhì)原子數(shù)量有關(guān)，

2、其關(guān)系式為ρ(TQ)=1.0801E-4*exp(-8811.5942/TQ)*(1+0.8113℃)(TQ為淬火溫度，C為溶質(zhì)元素的原子百分?jǐn)?shù))；同時，對低濃度固溶體電阻率偏離Matthissen定律的現(xiàn)象進(jìn)行了研究，在考慮空位.溶質(zhì)原子耦合作用的基礎(chǔ)上，對Matthissen定律進(jìn)行了補充和說明。 通過研究固溶溫度和時效溫度對合金電阻率的影響，結(jié)果表明，固溶溫度越高，淬火后由于異類原子的溶入引起的溶劑點陣畸變越大，對電子的散

3、射作用越大，合金時效過程中的峰值電阻率越高，而且，固溶溫度高于飽和固溶溫度時，時效過程中合金電阻率降低的速率隨固溶溫度的升高而加快，說明空位有加速時效的作用，在保證不過燒的前提下，適當(dāng)提高固溶溫度能夠縮短合金到達(dá)峰值時效的時間。 通過研究合金的時效轉(zhuǎn)變過程，在Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程的基礎(chǔ)上得到了該合金的相變動力學(xué)方程，由方程中Avrami指數(shù)n得知合金的時效過程是由形核和長大機制控制的，這些對時效工

4、藝的優(yōu)化將有很好的指導(dǎo)作用；采用分別由Ozawa，Takhor,Kissinger和Starink提出的四種模型對時效析出過程的激活能進(jìn)行了研究，與文獻(xiàn)中平衡態(tài)Al-Mg-Si合金的對比結(jié)果表明，含有過量Si的Al-Mg-Si合金，G.P.區(qū)的形成和β"相的析出速度更快，但β"相的穩(wěn)定性大大降低，極易向β'相轉(zhuǎn)變；采用DSC測試方法得到了合金在各升溫及保溫過程中的熱流變化曲線，進(jìn)而得到該合金時效過程的轉(zhuǎn)變曲線，并結(jié)合目前公認(rèn)的時效析出序

5、列對各個相變區(qū)域進(jìn)行了預(yù)測，這將對合金時效工藝的制定以及強化機制的研究有好的指示作用。通過研究合金的時效制度，結(jié)果表明，單級時效中較好的時效工藝為“170℃×6h”，峰值硬度為112HB，強化相為β’相；長時間的室溫預(yù)時效后，繼續(xù)進(jìn)行人工時效時，對合金的力學(xué)性能提高不大；由相變動力學(xué)方程對該合金的時效新工藝進(jìn)行了預(yù)測，用電阻法和硬度法進(jìn)行了有效的驗證，預(yù)測結(jié)果與實際情況有著很好的符合，該合金的時效新工藝為“200℃×1h+170℃×3h