Al-Mg-Si合金的多级时效石化特性和析出行为

摘要

Al-Mg-Si合金具有中等的强度、较低的密度和良好的成形性，以其优良的综合性能被广泛应用在汽车和高速列车等交通运输领域。作为典型的时效硬化型铝合金，Al-Mg-Si合金的宏观性能主要与合金在热处理过程中形成的析出相种类、大小和分布以及析出相的演变过程有关。合金成分和时效制度是影响析出相演变规律的两个重要因素。合金成分，特别是Mg/Si含量比，对该类合金时效动力学的影响很大。为了改善该类合金的性能，最近人们把自然时效与人工时效结合或组合不同温度的人工时效对合金进行处理。但是合金成分和时效制度，尤其是多级时效，对析出相演变规律的影响还没有统一的认识。结合显微硬度测试、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等技术手段，本文系统地研究了合金成分和多级时效对Al-Mg-Si合金时效硬化特性以及析出行为的影响，结果表明：
　　(1)低温65℃和120℃长时间单级时效时，不同Mg/Si含量比的合金均不会出现过时效。180℃时效时，Mg/Si摩尔比对时效动力学影响较大，Mg/Si比越小，合金的硬化速度越快，当Mg/Si比接近1时继续添加Si元素，合金的时效硬化规律差异变小。250℃时效时，Mg/Si摩尔比对时效动力学影响较180℃更大，特别是在欠时效阶段，Si含量越高，硬度峰值硬度越高。过时效阶段，Mg含量高的合金中均析出β'相，而Mg/Si摩尔比小于1的合金在180℃时效主要析出β

目录

文摘

英文文摘

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 Al-Mg-Si合金的研究背景

1.2 Al-Mg-Si合金的研究进展

1.2.1 合金元素的影响

1.2.2 合金的强化机制

1.2.3 时效析出特性

1.3 Al-Mg-Si合金的热处理

1.3.1 固溶

1.3.2 淬火

1.3.3 时效

1.4 本文研究目的和内容

第2章 实验合金、实验方法及设备

2.1 实验合金及研究流程

2.2 实验合金的热处理

2.3 实验仪器与设备

2.4 性能测试

2.4.1 维氏显微硬度测试

2.4.2 导电率测试

2.5 显微组织研究

2.5.1 扫描电子显微镜观察

2.5.2 透射电子显微镜观察

2.6 热分析

第3章 时效温度及Mg/Si含量比对Al-Mg-Si合金单级时效的影响

3.1 时效温度对合金硬化特性的影响

3.1.165℃时效硬化特性

3.1.2120℃时效硬化特性

3.1.3180℃时效硬化特性

3.1.4250℃时效硬化特性

3.2 不同成分合金在180℃时效时的显微组织观察

3.2.1 晶内和晶界析出相的分布及尺寸观察

3.2.2 过时效状态下的TEM观察

3.2.3 过时效状态下的HRTEM观察

3.3 不同成分合金在250℃时效时的显微组织观察

3.3.1 晶内和晶界析出相的尺寸及分布观察

3.3.2 过时效状态下的TEM观察

3.3.3 过时效状态下的HRTEM观察

3.4 分析与讨论

3.5 本章小结

第4章 Al-Mg-Si合金的自然时效及其对人工时效析出行为的影响

4.1 自然时效过程中合金显微硬度和导电率的演变

4.2 自然时效对后续人工时效的影响

4.2.1 自然时效时间对人工时效硬化规律的影响

4.2.2 自然时效时间对人工时效析出规律的影响

4.2.3 不同自然时效时间对合金晶界无析出带的影响

4.3 分析与讨论

4.4 本章小结

第5章 Al-Mg-Si合金的多级人工时效

5.1 合金的时效硬化曲线

5.1.1 单级时效硬化曲线

5.1.2 多级时效硬化曲线

5.2 中断时效时析出相的显微组织观察

5.3 中断时效样品的DSC热分析

5.4 分析与讨论

5.5 本章小结

结论

参考文献

致 谢

附录A(攻读学位期间所发表的学术论文)