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《东北大学》 2001年
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Al-Mg-Si系合金组织性能

何立子  
【摘要】:Al-Mg-Si 系合金密度低、耐腐蚀、焊合性好,具有良好的综合机械性能。本文在Al-Mg-Si 系铝合金基础之上,调整合金元素和过渡族元素,改进其组织和性能,开发出一种适合舰载飞机的中强、耐蚀铝合金。本文研究的主要结果如下: 正交实验表明,Cu 和Si 对Al-Mg-Si 系合金的强化效果最显著,Mg 次之,而稀土La 对强化不起作用。 采用电子探针、EDS 分析和TEM 组织观察,得出含微量元素的Al-Mg-Si-Cu 系合金-T6 的时效析出相有:β(Mg2Si)相、θ(CuAl2)相和S(CuMgAl2)相,弥散相和夹杂相有α(AlFeSi)、β(AlFeSi)、AlMnFeSi、AlCrFeSi 和ZrAl3等。 系统地研究了Cu、Si、Mg 和Mn 含量变化对Al-Mg-Si 系合金组织性能的影响。结果表明:Cu 含量增加可明显提高合金的强度和硬度,但塑性下降。Cu 含量增加,合金中的主要时效强化相θ”的数量相对增加;因含CuAl2相的共晶组织熔点较低,合金的过烧敏感倾向增加;合金的沿晶断裂倾向增加。Si 加快合金的硬化速度,合金中的针状β”相的析出密度随其含量增加而增大,合金显著强化,但含量过高时合金中析出较多的单晶Si,合金的强度和塑性明显下降。Mn 含量增加,增加了粗大夹杂相α(AlMnFeSi)的数量,合金的强度降低。同时,系统研究一些过渡族元素对Al-Mg-Si 系合金组织性能的影响。结果表明:Cr 和Ti 减少了铸态组织中粗大含Fe 杂质相β(Al9Fe2Si2)的数量,促进了尺寸较小、形状较利于变形的α(Al12(Fe,Cr)3Si)相的形成,增加了含Fe 弥散相的体积分数。Mn 和Zr 同时添加对再结晶的抑制效果最显著,提高合金的再结晶温度,再结晶晶粒细化。Cr和Ti 对合金的时效特性基本没有影响,添加0.3%Mn 和0.08%Zr 的硬化效果最显著。添加Ag 和Zn 后合金的显微组织发生了明显不同的变化,使合金同时具有高密度细小的晶内析出相(T6 组织的特征)和较大、不连续分布的晶界析出相(T7 组织的特征)。微量的Cr、Ti、Mn 和Zr 提高合金的塑性,Cr 和Ti 对强度影响不大,但适当含量的Mn 和Zr 可提高合金强度。 均匀化研究表明:少量的Mn可明显加快均匀化过程中片状的β-AlFeSi相向较小的、粒状α-AlFeSi 相的转变,转变过程中涉及到Fe/Si 比的增加和第二相颗粒的细化。实验合金在570℃均匀化空冷过程中析出粗大的β’相,在急冷中没有观察到。 变形行为研究表明:实验合金在峰时效状态(170℃×7h)和过时效状态(170℃×32h)状态下的应变硬化指数n 值较低,合金的塑性较低。添加微量元素后,合金的断口由细小且深的韧窝组成,断裂方式由沿晶断裂转变为穿晶断裂。提出了断裂应变εf与第二相
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TG113.2

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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2 宁爱林;孙瑜;黄继武;;不同时效工艺对6063铝合金组织和力学性能的影响[J];机械工程材料;2013年03期
3 商宝川;尹志民;周向;黄志其;;固溶-时效对6082合金挤压棒材组织性能的影响[J];材料热处理学报;2011年01期
4 蔡军辉;邵光杰;;Al-Mg-Si合金时效工艺的研究[J];上海金属;2008年04期
5 孙瑜;黄继武;赵毅;黄志其;;均匀化处理对6063铝合金微观组织结构的影响[J];热加工工艺;2012年02期
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7 赵大志;路贵民;张宇;崔建忠;;AlSi7MgBe合金半固态挤压成形件热处理工艺的优化[J];铸造;2007年11期
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
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2 赵大志;铝合金半固态挤压成形工艺及理论研究[D];东北大学 ;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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3 陈嘉亮;3004铝合金中动态应变时效现象的研究[D];福州大学;2005年
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5 袁东;一种新型Al-Mg-Si-Cu合金热变形行为及挤压型材热处理工艺研究[D];中南大学;2005年
6 李兴杰;热处理对ADC12铝合金组织和性能的影响[D];东北大学;2006年
7 贺素霞;稀土及时效工艺对Al-Mg-Si汽车板材组织和性能的影响[D];郑州大学;2007年
8 张建波;电解加钛ZL108合金的热处理工艺优化和快速凝固组织的研究[D];郑州大学;2007年
9 范鹏;铸造Al-Si系合金电化学行为的研究[D];广西大学;2007年
10 冯菁菁;半固态成形Al-Fe基合金组织特征及热处理技术研究[D];沈阳工业大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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10 黄彦良,鄢文彬,涂铭旌;高强度低合金钢的冷脆转变与加载速度的关系[J];兵器材料科学与工程;1993年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 王冬颖;;IR3Mo轴网状碳化物消除的工艺研究[A];科学发展与社会责任(A卷)——第五届沈阳科学学术年会文集[C];2008年
4 温国栋;马铁军;张勇;李文亚;郭鸿镇;;TC11线性摩擦焊接头焊后热处理初步研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
5 石磊;王英;王有祁;;AlSi12CuMgNi铝合金真空电子束焊接显微组织分析[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 李宇飞;宋国金;石飞;王伟;吴江;郑松翔;孙茂天;冯志军;;挤压铸造LC4合金组织及性能研究[A];第十二届全国铸造年会暨2011中国铸造活动周论文集[C];2011年
7 岳俊;李娜;任世刚;;化学铣切铝合金的疲劳性能[A];2008全国MTS断裂测试研讨会论文集[C];2008年
8 张广俊;龙思远;曹凤红;;铝含量对AZ系合金的挤压组织和力学性能影响[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年
9 陈昌云;温庆红;;印刷对铝基材质量的要求[A];2009(重庆)中西部第二届有色金属工业发展论坛论文集[C];2009年
10 张喜燕;石明华;李聪;刘年富;邱绍宇;张强;张鹏程;韦以明;;超细晶锆金属腐蚀速率-晶粒尺寸关系研究[A];2006全国核材料学术交流会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡春波;1050铝合金形变和再结晶过程中的织构演变研究[D];哈尔滨理工大学;2009年
2 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
3 计海涛;Al-Mg系合金挤压加工变形及低周疲劳行为研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 郭全英;两种含Gd镁合金微观组织演变机制及性能研究[D];沈阳工业大学;2010年
5 李绍宏;高强韧冷作模具钢组织设计及组织控制研究[D];上海大学;2011年
6 杨文超;Al-Mg-Si-Cu系6005A合金的时效硬化行为及析出相的微观结构表征[D];中南大学;2011年
7 周明哲;航空用2E12合金热处理工艺与疲劳行为的相关基础问题研究[D];中南大学;2010年
8 李文斌;含Sc的超高强Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金微观组织与性能研究[D];中南大学;2010年
9 陈海军;Sr及热处理工艺对Al-Mg-Si-Cu合金板材织构的影响[D];郑州大学;2011年
10 钟雯;钢轨的损伤机理研究[D];西南交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈镐;热浸镀铝制备不锈钢容器表面铝化物涂层及其渗氘性能[D];中国工程物理研究院;2010年
2 涂序荣;脉冲磁场控制制备阻燃镁合金的研究[D];南昌航空大学;2010年
3 赵霞;碳纳米管增强铝基复合材料组织及性能的研究[D];南昌航空大学;2010年
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9 姜鹏飞;组织及合金元素对高性能铁路车辆用钢耐蚀性影响的研究[D];昆明理工大学;2009年
10 张建益;绿色无铅易切削黄铜的研制[D];西安工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋显全,张秀锦,张新明;热轧温度对易拉罐用3004H_(19)的力学性能和金相组织的影响[J];四川有色金属;1999年03期
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7 张灶利,张崇芳,陈宁,余宗森;Al-Cu合金G.P.区异常快速形成的复合体机制[J];北京科技大学学报;1996年06期
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中国重要会议论文全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张蓉;熔体过热处理对Al-Si过共晶合金凝固组织及耐磨性的影响[D];西北工业大学;2000年
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8 李海;Ag、Sc合金化及热处理工艺对7055铝合金的微观组织与性能影响研究[D];中南大学;2005年
9 曾渝;超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能研究[D];中南大学;2004年
10 丁恒敏;铸造合金的微观组织模拟[D];华中科技大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦蕾;城市轨道交通网新线接入运输组织关键问题研究[D];北京交通大学;2011年
2 刘承禄;6082铝合金挤压过程模拟与组织性能研究[D];重庆大学;2011年
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4 陈永禄;经高效熔体处理的易拉罐用铝材微观组织与力学性能研究[D];福州大学;2002年
5 邹景霞;Al-Mg-Si-Mn-Cr合金组织与性能的研究[D];中南大学;2002年
6 韩冰;7075z铝合金高温塑性变形行为研究[D];广东工业大学;2003年
7 张坤;合金元素和热处理制度对高Zn超高强铝合金微观组织和力学性能的影响[D];中南大学;2003年
8 许可勤;合金元素和热处理对Al-Mg-Si基汽车车身板材组织和性能的影响[D];中南大学;2004年
9 戴晓元;合金元素与热处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu-Zr系铝合金组织性能的影响[D];中南大学;2004年
10 章冰;散热用Al-Mg-Si系铝合金组织与性能的研究[D];中南大学;2003年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金方杰;欧阳求保;周伟敏;张荻;;14%SiC/7A04铝基复合材料的加工图[J];机械工程材料;2008年10期
2 李慎兰;黄志其;蒋福利;陈维平;刘志铭;;固溶处理对Al-Mg-Si-Mn合金组织与性能的影响研究[J];稀有金属材料与工程;2012年S2期
3 吴颖;温彤;朱曾涛;;7xxx系铝合金时效处理的研究现状及应用进展[J];材料导报;2012年15期
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10 温柳;王孟君;高萌;杨刚;程轩;葛鹏;;6061铝合金的淬火敏感性研究[J];材料热处理学报;2014年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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9 李达;镁合金激光合金化与激光熔覆的研究[D];北京工业大学;2008年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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3 景然;高强度TiZrAlV合金的制备及组织性能研究[D];燕山大学;2013年
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10 林建波;Hastelloy N合金的离子辐照损伤及辐照后熔盐腐蚀机理研究[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曾宪波;Ti_3Al基合金中α_2、O和β_0相基本力学性质的Nb合金化效应[D];湖南大学;2009年
2 赵亚军;基于团簇模型设计的Cu-Ni-Mo合金的结构及导电性[D];大连理工大学;2012年
3 王微;Ti-12Nb-12Zr-2Mo合金精密铸件组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
4 李海超;喷射成形Al-22Si-5Fe-3Cu-1Mg-xMn合金组织与性能的研究[D];哈尔滨理工大学;2013年
5 王冠娟;熔盐电解Al-Li-La系合金及其电化学行为研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 张树清;Mg-Al-Zn-Si合金的制备、组织与性能研究[D];陕西理工学院;2013年
7 何毅;Inconel 718合金δ相的析出及变形工艺的热模拟研究[D];江苏大学;2010年
8 陆晓培;合金元素和热处理对Cu-Ag-Cr合金显微组织与性能的影响[D];浙江大学;2014年
9 王威;Cd、Sn合金化α基Mg-Li合金组织与力学性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王其龙;砂型铸造Mg-10Gd-3Y-Zr合金的组织和性能研究[D];上海交通大学;2010年
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