时效对6063铝合金力学性能及阻尼特性的影响

《时效对6063铝合金力学性能及阻尼特性的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、您现在的位置：首页>>行业宝典>>金属宝典>>废铝>>正文时效对6063铝合金力学性能及阻尼特性的影响王 莉， 蒋大鸣(哈尔滨工业大学，黑龙江 哈尔滨150001)摘要：对Al—Mg—Si合金6063进行了不同的时效处理，测试了合金在不同时效状态下的力学性能和阻尼特性。结果表明，合金在不同的时效状态，力学性能有明显差异，阻尼特性也有较大差别。可以通过调整合金的时效工艺来改变合金的阻尼特性。关键词：时效；力学性能；阻尼特性；Al—Mg—Si合金中图分类号：TG0146．21   文献标识码：A   文章编号：1007—7235(2003)12—0035—03     在减振降噪

2、技术中，最经济、有效和方便的途径就是提高材料的减振性能，采用高阻尼材料，阻碍振动传播，迅速降低振幅，避免产生共振，从而提高产品的安全性和寿命。金属基复合材料不仅具有较高的比强度、比模量，还有较好的阻尼减振性能，是目前最有发展前途的结构—功能型结构材料之一。其中，铝基高阻尼材料具有密度小、比强度高、制备工艺简单、材料成本低、非磁性和阻尼性能好等特点。对于要求结构轻便、振动和噪音小的航空、航海制造业来说，使用铝基高阻尼材料尤为重要。因此，它在军工和民用领域都具有非常广泛的应用前景。   目前国内外对高阻尼铝基材料的开发和应用非常重视，研究极为活跃。我国研究起步较晚，但是近几年也取

3、得了可喜的成就。目前的研究主要是将增强、增阻颗粒与铝合金复合，从而得到高阻尼、低密度等优良的综合性能，而有关时效对材料阻尼性能的研究至今还没有报道。   本文研究了常用于铝基复合材料基体的6063铝合金在不同时效状态的力学性能及阻尼特性，以便为新型高阻尼复合材料的选用提供基础数据。l 材料及试验方法     材料为6063铝合金热轧板材，合金的化学成分(质量分数)为w／(Mg)=0．45％，w(Si)=0．41％，w／(Mn)=0．07％，w(Fe)=0．17％，w(Cu)=0．004％，w(Cr)=0．007％，余量为Al。合金在530°C固溶处理30min，室温水淬，在1

4、90°C和250°C进行时效。     测定6063铝合金热轧板材在不同时效时间的硬度和拉伸性能，根据合金的硬度和拉伸性能变化，选择三个不同状态的合金进行疲劳试验及阻尼性能测试。拉伸试验在Instron1185材料试验机上进行，起始应变速率为3．3x10-4s-1。拉—拉疲劳试验采用液压伺服系统，频率为60Hz，应力比为0．25。阻尼测试采用HP3562A动态信号分析仪，BK4810激振器。所有的性能试验及阻尼测试均在室温进行，相对湿度约为50％。     采用透射电镜对6063铝合金热轧板材在不同状态下的组织进行观察。2试验结果及分析    硬度和拉伸性能测试表明，6063

5、铝合金热轧板材固溶处理后在160℃时效，经64h达到时效峰值。在250℃时效，经1．2h达到时效峰值。根据硬度和拉伸试验结果，选择了三个时效状态，即欠时效(UA)、峰值时效(PA)和过时效(OA)状态进行疲劳试验、阻尼测试及组织观察。具体工艺参数及拉伸和疲劳性能见表1。     由表1可知，合金在UA状态，强度较低而伸长率高。合金在PA状态，硬度和拉伸强度都达到最高值，伸长率也明显降低。OA状态下，合金的硬度和拉伸强度都明显降低，而伸长率没有明显改善。     由表1还可以看出，合金的疲劳强度随着静态强度的增加而增加，但是增加的幅度没有静态强度增加的大，合金的疲劳强度／抗拉强

6、度比值随着静态强度的降低而降低。   阻尼测试表明，合金在不同时效状态下，其阻尼特性也有着较明显的差异。在UA状态，合金显示出最高的阻尼比。在OA状态，合金的阻尼比次之。而PA状态合金则显示出最低的阻尼比。   6063铝合金在不同状态下的透射电镜组织照片见图1。由图可见，合金在UA状态，具有较低密度的位错和弥散相(图1a)。在高倍下，可以观察到GP区，由于十分细小，无法摄照清楚。在PA状态，可以清楚地观察到沿<100>方向分布的状GP区(图1b)。在OA状态，合金的时效析出相为杆状的β´相(图1c)。在PA和OA状态，还可以观察到沿晶析出相及沉淀物无析出带。此外，在不同状态

7、下的合金组织中均可以观察到弥散相和夹杂相。弥散相为All2Mn3Si，而夹杂相为富Fe相。由于以上两种第二相是在熔炼和均匀化时形成的，不受固溶处理和时效的影响，所以在不同状态的合金中它们的密度及分布状态是相同的。       6063铝合金属于时效强化合金。在合金的时效过程中，时效析出物为GP区一β´相一β相。在本文的试验条件下，合金在UA和PA状态下，时效析出相为GP区。在OA状态下，合金中的时效析出相为β´相。合金的静态强度受析出相性质、大小及分布的影响。   6063铝合金在峰值时效状态下疲劳抗力