almgre系变形铝合金的显微组织及力学性能

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1、沈阳工业大学硕士学位论文摘要铝合金具有密度低、比强度和比刚度高的特点，目前已在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。为了进一步拓展铝合金的应用领域，需要采取一定的措施以改善铝合金的组织，提高铝合金的力学性能。稀土元素被认为是改善铝合金组织及力学性能的主要合金元素之一，因此，研究稀土元素在铝合金中的作用对于发展新型高强、高韧铝合金具有重要的理论参考价值和实际指导意义。本课题选用A1．4％Mg合金为母合金，向其中加入不同含量的稀土元素Ce、Nd，经过熔炼、浇铸、热挤压，制备了含Ce、Nd量不同的热挤压AI．Mg

2、．RE合金。显微组织观察表明，稀土元素的添加可以显著地细化热挤压AI．Mg-RE合金的晶粒，且晶粒细化效果与稀土元素的加入量有关。此外，稀土元素的加入亦可导致含稀土第二相的形成。室温拉伸实验结果表明，稀土元素的添加可以有效地提高热挤压AI—Mg-RE合金的抗拉强度和屈服强度，其中当稀土元素Ce的加入量为O．5％时，可使抗拉强度提高30．2％，屈服强度提高47．9％：另一方面，加入适量的稀土元素Nd可提高合金的室温断裂伸长率，当Nd的加入量为O．5％时，断裂伸长率可达34％。低周疲劳实验结果表明，稀土元素Ce

3、和Nd的加入可以有效地提高热挤压AI-Mg-RE合金的疲劳寿命；在疲劳变形期间，热挤压AI．Mg．RE合金可表现为循环应变硬化、循环稳定和循环应变软化，主要取决于外加总应变幅的高低以及稀土元素的加入类型和加入量；热挤压A1．Mg—RE合金的塑性应变幅、弹性应变幅与断裂时的载荷反向周次之间分别服从Coffin-Manson和Basquin公式；热挤压AI．Mg．RE合金在较高的外加总应变幅下疲劳变形时，其循环滞后回线上出现了锯齿状起伏的现象，说明合金在疲劳变形期间发生了动态应变时效。断口分析结果表明，拉伸加载

4、条件下，热挤压AI．Mg．RE合金的拉伸断口呈现明显的韧性断裂特征：低周疲劳加载条件下，合金的低周疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生于试样表面，并以穿晶方式扩展。关键词：稀土铝合金，热挤压，显微组织，拉伸性能，疲劳行为AI-Mg-RE系变形铝合金的显微组织及力学性能MicrostructureandMechanicalPropertiesofExtrudedAI--Mg·-REAlloysAbstractAluminumalloyshavesuchcharacteristics勰lowdensity．highspe

5、cificstrengthandrigidity，andhavefoundawideapplicationinaeronauticalandautomotiveindustries．Toextendtheapplicationfieldofaluminumalloys，somemeasures，whichcanimprovethemierostrueture,strengthandplastici哆ofaluminumalloys,havetobetaken．Usually，thel{ll'e～earthe

6、lementsarerecognized嬲oneofthemosteffectiveelementsavailabletoimprovebothmicrostruetureandpropertyofaluminumalloys．Andthus，researchconcerningtheactionofral'eearthelementsinaluminumalloysisofbothimportanttheoreticalreferringvalueandpracticaldirectingsignific

7、ancefordevelopingnewaluminumalloyswith11i曲strengthandductility．Inthisinvestigation,theAI-4％Mgalloyischosen鹊themasteralloy．ThroughaddingCeandNdaswellasmelting，castingandhotextrusion，theAI-Mg—REalloyswithdifferentcontentsofCeandNdhavebeenfabricated．n屺microst

8、ructuralobservationsshowthattheadditionofrareearthelementscarl．refinethegrainsintheextrudedAI—Mg—REalloys，andtheeffectofthegrainrefinementisrelatedtotheaddingcontentofrareearthelement．Inaddition,ithasbeenfoun