微量稀土Sc对6061变形铝合金组织和性能的影响

摘要

稀土Sc元素是世界上已知的对铝合金强化效果最好的金属元素，百分之零点几的添加量就可以显著细化晶粒，改善力学性能。随着云南大型Sc矿的勘探发掘，含Sc的高性能Al-Sc合金材料必将成为新一代航空航天、军工、轨道交通、核能领域所使用的材料。因此开发新型Al-Sc合金材料具有深远意义。
　　本论文采用熔炼铸造工艺，在6061变形铝合金基础上微量添加稀土Sc元素，制备铸态合金材料。确定了最佳稀土元素添加量，并研究了合金组织性能变化。随后通过优化热处理工艺，确定最佳固溶和时效工艺，节省了人工成本。最后通过热挤压成形工艺，分析检测挤压后不同状态的合金显微组织与力学性能变化规律。并结合SEM、TEM等实验仪器分析微观组织结构，研究了Sc元素在6061合金中的存在形式和作用机理，并且分析了稀土Sc对6061合金主要强化相（β

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 铝合金轮毂的发展趋势

1．3 Al-Mg-Si系变形铝合金

1．3．1 变形铝合金

1．3．2 含Sc铝合金

1．4 稀土Sc及其在铝合金中的作用

1．4．1 稀土Sc的性质及其应用

1．4．2 Sc对铝合金的影响

1．4．3 铝钪合金的再结晶

1．4．4 其他合金元素和Sc对Al合金的影响

1．5 Al-Mg-Si-Sc铝合金的强化机理

1．5．1 Mg、Si元素在Al-Mg-Si-Sc铝合金中强化机理

1．5．2 Sc、Cr、Mn、Fe、Cu等元素的作用

1．6 铝合金的热处理

1．6．1 铝合金均匀化处理

1．6．2 铝合金的固溶处理

1．6．3 铝合金的时效处理

1．6．4 铝合金的回归现象

1．7 铝合金的塑性成形

1．8 Al-Mg-Si系铝合金腐蚀行为

1．9 本课题研究背景及内容

第二章 实验内容及测试表征方法

2．1 实验材料

2．1．1 铝合金材料

2．1．2 中间合金材料

2．1．3 实验用其他材料

2．2 实验工艺

2．3 实验仪器设备

2．4 力学性能测试

2．4．1 强度测定

2．4．2 伸长率测定

2．4．3 断面收缩率测定

2．4．4 硬度测定

2．5 微观组织形貌分析

2．5．1 金相分析

2．5．2 SEM形貌观察及EDS能谱分析

2．5．3 TEM电镜分析

第三章 Sc含量对6061铝合金铸态组织和性能的影响

3．1 引言

3．2 实验合金成分设计

3．3 含钪6061铝合金材料的制备

3．4 微量Sc改性铝合金的显微组织分析

3．4．1 金相组织分析

3．4．2 拉伸断口分析

3．4．3 含Sc铝合金的SEM分析

3．5 微量Sc对铝合金性能的影响

3．5．1 Sc对6061合金抗拉强度的影响

3．5．2 Sc对6061合金显微硬度的影响

3．5．3 Sc对6061合金延伸率的影响

3．6 本章小结

第四章 热加工工艺对含钪6061铝合金组织和性能的影响

4．1 引言

4．2 实验设计及固溶温度选择

4．3 时效工艺对含Sc铝合金组织和性能的影响

4．3．1 时效工艺对含Sc铝合金组织的影响

4．3．2 时效工艺对含Sc铝合金性能的影响

4．4 热挤压工艺对含Sc铝合金组织和性能的影响

4．4．1 挤压工艺对合金组织的影响

4．4．2 挤压工艺对合金性能的影响

4．5 讨论总结

第五章 全文总结

5．1 结论

5．2 未来工作

参考文献

硕士期间发表论文和申请专利情况