不同Cu、Mg元素含量及CuMg对Al-Cu-Mg-Ag合金力学性能的影响.pdf

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1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEffectsofDifferentContentofCu、MgandCu／MgontheMechanicalPropertiesofA1一Cu—Mg—AgalloyBy：FanZhangSupervisor：Prof．JiefangWangCondensedMatterPhysicsSchoolofPhysicsScienceandEngineeringMay2014学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导

2、师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：欲勿乇日期：2．oi@年∥月，扩日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以

3、采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：蜀廷似日期：≯纠争年∥月77日摘要在高Cu／Mg的A1．Cu．Mg合金中添加微量的Ag元素，能使合金形成一种尺寸细小、分布均匀的Q相，从而能够提高合金的时效硬化能力、热稳定性和高温蠕变性能。本文在A1-4Cu一0．3Mg．0．4Ag耐热铝合金的基础上，用传统的铸锭冶金法制备铝合金铸锭，制得不同Cu、Mg元素含量及Cu／Mg的铸锭，利用硬度测试、室

4、温拉伸测试、高温蠕变测试、金相显微镜、扫描电镜、差热扫描量热(DSC)等实验分析手段，研究不同Cu、Mg元素含量及Cu／Mg对A1．Cu．Mg．Ag合金室温及高温性能的影响。铸态A1-Cu．Mg．Ag合金晶问存在较大的成分偏析，Cu元素主要在晶界上偏析为AhCu相，铸态合金DSC曲线的三个明显的吸热峰分别对应着合金中Mg．Ag原子团簇的形成，A12Cu+a-A1共晶体的熔化以及0【．A1基体的熔化。铸锭经510℃×24h均匀化处理后，合金的枝晶偏析消除明显，晶内成分趋于均匀。在Cu／Mg不变时，合金的室温抗拉强度和硬度随着Cu、Mg的含量增

5、加而大幅升高，延伸率略有下降。Cu含量不变时，合金的抗拉强度和硬度随着Cu／Mg的升高略有下降，延伸率升高。Mg含量不变时，合金的抗拉强度和硬度随着Cu／Mg的升高大幅升高，延伸率无明显变化。通过对室温拉伸断口形貌的观察，发现合金的断裂形式为混合断裂，随着合金中Cu元素和Mg元素的增多，脆性断裂增多，韧性断裂减少，由韧性断裂为主转变为脆性断裂为主。不同成分的合金，双级时效处理优于单级时效处理，室温抗拉强度最多可提高10％左右。其中，Cu／Mg=8，成分为Ab6Cu．0．75Mg-0．4Ag的合金强度最高，经175℃x2h+170℃×16h双

6、级时效处理后，室温抗拉强度为514MPa，经185℃×8h单级时效处理的室温抗拉强度为460MPa。在相同条件下，Cu／Mg=13，成分为A1．6Cu．0．45Mg．0．4Ag的合金的蠕变速率最慢，220MPa、200。C时，为6．68x10’1mlil／s，高温热稳定性最佳。蠕变速率叠在蠕变温度T为160～220。C、加载应力6为220～300MPa时，蠕变本构方程为叠：7．27×10-90-6．93exp(一—12—68i00—J-／m01)．，蠕变激活能Q：126．8kJ／tool。K·j综合实验结果表明，Cu／Mg=13，合金的成分

7、为A1．6Cu．0．45Mg．0．4Ag，时效处理制度为195℃xlh+170。Cx8h的双级时效，其综合性能最好，室温抗拉强度摘要为499MPa，延伸率为16．47％，且能够在180℃以下的工作环境中长时间工作。关键词：A1-Cu—Mg-Ag合金；Cu／Mg；双级时效；力学性能；本构方程ⅡAbstractTheagehardeningreaction,exhibitexcellentstabilityandhightemperaturecreeppropertiesofalloycanbeenhancedbyaddingasmallamo

8、untofAgintoAl-Cu-MgalloywithhighCu／Mg．thealloycanformanewphasewhichwasnamedtheQphasewiths