合金元素对Al-Mg-Si系铝合金组织及性能影响的研究

摘要

Al-Mg-Si系铝合金作为6000系列挤压铝合金中重要的一种，具有良好的综合性能，广泛应用于汽车工业，但铝合金本身的性能特点使其在应用中还存在一些问题，如强度较低、耐热性能不高等。因此，有必要对Al-Mg-Si系铝合金进行进一步的研究。 本文在Al-Mg-Si系铝合金成分的基础上，添加和调整Mg、Si、Cu元素的含量，制备出不同合金元素含量的合金。通过金相显微镜、电阻仪、透射电镜(HRTEM)、能谱分析(EDS)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、电子万能拉伸机和硬度计等一系列分析测试手段，研究了合金元素对显微组织、结晶相、时效行为、力学性能的影响，从微观组织、强化机制、析出动力学、原子扩散角度探讨其机理。 研究结果表明：1.强化相Mg2Si的溶解度与固溶温度有关。在相同固溶温度下，Mg2Si质量分数大于1.2％时，不同成分的合金时效后的硬度相同。 2.添加Cu元素使Al-Mg-Si系合金的硬度、强度及耐热性能提高，但对最大硬度峰的出现时间没有影响。 3.在时效过程中，Al-Mg-Si系合金电阻率先升高，达到峰值后降低，最后下降缓慢，基本不变；而且合金元素含量的越多，合金的电阻率越高。Al-Mg-Si系合金中析出相对电阻率的影响程度为：GP区＞β″相＞β′相＞β相。4.添加Cu元素后，Al-Mg-Si系合金GP区的形成提前；峰值强化相是β”和Q’；Q’相为棒状物，横截面为3nm×5nm的长方形，长度为50nm左右，点阵常数a=0.91nm，c=0.449nm。 5.Mn元素强烈地钉扎合金中的亚晶界和位错，有效地阻止了合金亚晶界的迁移与合并，稳定亚晶粒结构，抑制了合金的再结晶。 6.成分为Al-0.75Si-0.77Mg-0.62Cu-0.6Mn(wt％)的12号合金挤压后经固溶时效处理的力学性能为抗拉强度σb为446MPa，延伸率δ为13.56％，高于典型的变形铝合金6061经T6处理后的性能。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及本论文使用授权说明

第一章绪论

第二章试验方法及设备

第三章合金元素对铸态Al-Mg-Si系铝合金性能的影响

第四章合金元素对挤压态Al-Mg-Si系铝合金性能的影响

第五章Al-Mg-Si系挤压态铝合金微观组织的研究

第六章结论

参考文献

图目录及表目录

附录攻读学位期间发表的论文

致谢