Cu含量及时效工艺对AlMgSi(Cu)合金微观组织影响的研究

摘要

AlMgSi(Cu)合金是中等强度的铝合金,由于其优良的综合性能,近年来在工业领域(如汽车行业上)应用越来越广泛。它属于热处理可强化合金,合金的性能(如硬度)与微观组织结构尤其与热处理过程中形成的析出相类型,数量,尺寸及分布等密切相关。目前国内关于时效处理对AIMgSi(Cu)合金时效性能与微观组织的影响的研究并不多见,因此本文对此进行了较系统的研究。
　　 本文利用硬度测试、扫描电子显微镜观察与透射电子显微镜观察,对Cu含量分别为O.O％、O.15％、0.8％(wt.％)的AlMgSi合金(分别命名为A、B、C合金)进行了以下两大方面研究:一是研究双级时效对三种合金时效硬化性能与微观组织的影响；二是研究T616时效和改性T616时效对三种合金时效性能的影响,重点研究了T616时效和改性T616时效对C合金微观组织的影响(文中改性T616是在T616时效的基础上进行改变,即在固溶淬火之后先自然时效2周再进行T616。为了叙述方便简称“改性T616”)。
　　 第一部分结果表明:与单级时效比较,双级时效降低A合金的峰值硬度；添加Cu可以抑制自然时效对T6峰值硬度的负面作用；与双级时效的样品相比,T6时效样品中针状析出相的数量较大；B合金峰值时效样品中只观察到β″析出相,而C合金峰值时效样品中观察到β″和Q″析出相；与A、B合金比较,C合金峰值时效时间较长,这种现象可能与Q″相的析出需要额外的时效时间有关。
　　 第二部分结果表明:与T6时效处理相比,T616时效和改性T616时效降低A合金的峰值硬度,且时效1200min左右时的硬度值降低；‘T616时效没有降低B、C合金的峰值硬度,且缩短合金达到峰值硬度的时间；改性T616时效降低B、C合金的峰值硬度,但时效1200min左右时的硬度值没有下降；随着Cu元素的添加,三种合金T616时效和改性T616时效的峰值硬度提高；在三种时效条件下,C合金过时效态样品中板状Q″相的数量多于峰值时效态的,β″相的数量少于峰值时效态的；T616时效、改性T616时效处理没有改变样品中的析出相的种类,而改变了析出相的尺寸、比例和分布；T616峰值时效样品的析出相尺寸最小,数量多,而改性T616时效峰值样品中的析出相尺寸不均匀。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 6000系铝合金概述

1.1.1 6000系铝合金性能及其应用

1.1.2 6000系铝合金中的合金元素的作用

1.1.3 6000系铝合金的强化机制

1.2 6000系铝合金的热处理工艺

1.2.1 固溶处理

1.2.2 时效处理

1.3 6000系铝合金的析出相与析出顺序

1.3.1 平衡相图

1.3.2 析出顺序

1.3.3 GP区

1.3.4 β”相

1.3.5 β’相

1.3.6 A类型、B类型、C类型相

1.3.7 Q”相

1.3.8 Q’析出相

1.3.9 β析出相

1.4 研究6000系铝合金析出相的意义

1.5 本文的创新点与意义

1.6 论文的主要内容

第2章 实验方法

2.1 实验原材料

2.2 热处理方案

2.3 主要表征手段

2.3.1 显微硬度

2.3.2 扫描电子显微镜

2.3.3 透射电子显微镜

2.4 实验设备和仪器

第3章 双级时效对AlMgSi(Cu)合金微观组织的影响

3.1 引言

3.2 时效硬度曲线分析

3.3 TEM观察结果

3.4 分析与讨论

3.4.1 自然时效的作用

3.4.2 Cu的作用

3.4.3 峰值出现时间的延后现象

3.5 成像条件对HRTEM照片及TEM形貌相的影响

3.5.1 欠焦量对HRTEM照片的影响

3.5.2 消光距离对TEM形貌像的影响

3.5.3 TEM明暗场成像条件

3.6 小结

第4章 T6I6及改性T6I6对AlMgSi(Cu)合金微观组织的影响

4.1 引言

4.2 T6I6时效以及改性T6I6时效对合金硬度的影响

4.2.1 时效工艺对合金硬度的横向比较

4.2.2 T6I6时效对合金硬度的影响

4.2.3 改性T6I6时效对合金硬度的影响

4.3 T6I6时效与改性T6I6时效对C合金微观组织的影响

4.3.1 微观组织观察

4.3.2 讨论

4.4 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目录）