合金元素及加工工艺对一种新型almgsi系合金组织与性能的影响

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1、中南大学硕士学位论文摘要本论文结合国家“863”高技术项目“隔热节能降噪复合结构铝型材产业化关键技术”，为满足新型铝型材多功能设计对性能大幅度提高的需要，目标是新开发一种A卜Mg—Si系铝合金，要求合金性能达到ob≥280MPa，o0．2≥224MPa，6≥13％，该力学性能与现行国家标准GB／T5237—2000中6063一T6态合金相比，抗拉强度和延伸率分别提高40％和70％，并要求合金进行氟碳喷漆，适应长沙经阁集团的工业规模生产。论文工作利用GLEEBLE-1500热模拟机，金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分

2、析(EDS)、X射线衍射、电子万能拉伸机和差热分析DTA等分析测试手段，重点研究了目标合金的高温压缩模拟过程、合金中主合金元素成分配比和微量元素的搭配关系、挤压成型工艺和热处理工艺对合金组织与性能的影响、铝合金型材的腐蚀行为和氟碳喷漆工艺。通过对该合金的机理研究和工业生产现场试验，确定了能满足工业生产的工艺规程。研究得出的主要结论如下：1)A1一Mg—Si系目标合金成分为A1—0．9Mg一0．73Si一0．9Cu一0．2Mn一0．1Cr。合金性能达到0b=310．1MPa，o02=266．6MPa，6=13．1％，其抗拉强度和延伸率与6063一T

3、6态合金相比，获得同步大幅度提高。2)目标合金在热压缩变形时，流变应力先随应变的增加迅速升高，然后趋于或进入稳态变形。合金热压缩变形的流变应力行为可用包含Arrhenius项的Zener—flollomon参数来描述。合金的热变形激活能Q为145．75kJ／mol，合金呈现峰值应力值和热变形激活能随着合金元素含量的增加而增加的规律。以此为依据，制定挤压时铸锭进入挤压机时的加热温度以460℃以上成品率最高。3)成分的改变对合金力学性能产生明显的影响。在T6态下，合金的强度主要受其中Mg：Si含量的影响，cu的增加也对强度的提高有一定的促进作用，Mn

4、的加入对强度无明显影响。Mn的作用主要是结合合金中脆性的AIFeSi相为脆性小的AIFeMnSi相，并在晶界发生偏聚。时效后合金基体中的主要强化相Mg。Si相沿着{100)方向分布，呈短棒状；0’相是另一强化相，该强化相沿(100)面长大，呈针状。4)对不同热处理状态下的合金和铬化处理后的型材进行了极化(Tafel)曲线分析发现，当合金不经过涂层处理时，自然时效下极化电流最小，为1．895×lO-7A／cm2，其次为风冷人工时效，极化电流为1．387×10一，但水冷人工时效与风冷人工时效的极化电流相差很小。当试样经过黄铬化处理后，极化电流降低一个

5、数量级。当进行氟碳喷涂后，型材在强腐蚀性介质中仅发生少量丝状腐蚀。IIl中南大学硕士学位论文5)优化了目标铝合金氟碳喷涂的前处理工艺和喷涂工艺，得出了一套适合于工业化生产并具有良好效果的喷涂工艺。其优化后的喷涂工艺参数为：温度30。C左右，静电压45’55KV，往复机速度58m／min，供漆量160’220cc／min，雾化成型压力为3bar。关键词：A卜Mg—si—Cu合金，热压缩变形，流变应力，组织与性能，弥散强化，氟碳喷涂，丝状腐蚀，极化曲线中南大学硕士学位论文ABSTRACTThethesiscombinesNation“863”high

6、technologyltem一“Thepivotaltechnologyofheatinsulation，savingenergy,reducingnoiseandcomplexframeworkprofiledaluminium”，inordertomeettherequirementofdoorsandwindowsofhighercapacitybearingtheparticulartallbuilding，wehavedevelopedakindofAI-Mg—SisifiesAluminiumalloywiththehigherstr

7、engthandelongationanditrequirethealloyincreasingby40％and70％instrengthandelongationcomparing6063一T6conditionofactualdomesticstandard，respectively,namely,ob(maximamtensilestrength)beyond280MPa，and(3(elongation)beyond13％．What’Smore，itrequirethealloytobesprayedfluorin—carbonpaint

8、andadapttothelargescaleproduceinChangeKingleCo．，ltd．Inthissubject，we