收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

分级淬火及Zr添加对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响

田健  
【摘要】:Al-Mg-Si合金是一种典型的时效硬化型铝合金,但传统的工艺还不能充分开发Al-Mg-Si合金的时效硬化潜力,尤其经过自然时效的Al-Mg-Si合金,最终人工时效时获得的强度增加很小。如何使Al-Mg-Si合金在冲压成型前具有良好的成形性能,并在人工时效过程中充分利用β′′相的析出潜力,最终获得较高的强度是本文研究的主要目的。 通过本文研究,在理论上不但使Al-Mg-Si合金脱溶过程更加清晰,而且明确了脱溶初期溶质原子富集对β′′亚稳相脱溶动力学的影响。从实际角度使得高强度的Al-Mg-Si合金更加适合并广泛应用于汽车车身构件,实现汽车轻量化。 在本文研究中,用分级淬火工艺取代了传统的水淬工艺,并在Al-Mg-Si合金中添加了微量的Zr元素,使用士差扫描量热分析(DSC),透射电子显微镜(TEM)和高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)详细分析了分级淬火条件下Al-Mg-Si合金的自然时效和人工时效脱溶过程,重点考察了分级淬火工艺和Zr元素添加对β′′强化相脱溶动力学的影响,探讨了分级淬火和Zr添加对Al-Mg-Si力学性能的影响。 研究结果表明Zr添加和分级淬火(分别在50℃,100℃和150℃保温1h后水淬)显著影响Al-Mg-Si合金的组织和性能:添加Zr既保持了合金塑性,又提高了Al-Mg-Si合金的强度;Zr可以细化铸态Al-Mg-Si合金的晶粒,使合金再结晶之后得到尺寸细小均匀,形状规则的等轴晶组织;在分级淬火条件下,Zr元素加快β′′强化相的脱溶速率,提高强化效果。分级淬火工艺降低β′′相的激活能,促进β′′相脱溶,对Al-Mg-Si合金的分级淬火工艺的探索表明100℃分级淬火是最佳的选择,不但可以在人工时效过程中获得最大的强度增加值,而且可以抑制自然时效的不利影响。 目前,美国和日本生产的汽车用Al-Mg-Si合金固溶处理后淬火态延伸率约29%,屈服强度约110MPa,最终热处理后强度约190MPa左右。而本研究中的100℃分级淬火条件下,淬火态延伸率可达32.3-35.3%,屈服强度最高可达138MPa,最终热处理后屈服强度为220MPa-230MPa,加入Zr元素的Al-Mg-Si合金100℃分级淬火条件下,经过4个星期的自然时效屈服强度仍然可以达到200MPa,充分显示了分级淬火工艺和Zr元素添加对于改善Al-Mg-Si合金组织和性能的巨大作用。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TG146.21;TG156.3

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 曾翠婷;导电轨用6063铝合金TTP曲线测定及热处理工艺研究[D];中南大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 杨磊,潘青林,尹志民,吴建生;微量Sc和Zr对Al-Zn-Mg合金组织与性能的影响[J];材料工程;2001年07期
2 金曼;孙保良;邵光杰;;添加锆对Al-Mg-Si合金时效组织和性能的影响[J];机械工程材料;2006年04期
3 张君尧;;汽车上用的变形铝合金(1)[J];轻合金加工技术;1989年02期
4 于莉莉;谢延翠;徐崇义;赵永军;张占峰;;一种Al-Mg-Si铝合金板材固溶处理及人工时效工艺研究[J];轻合金加工技术;2009年06期
5 孙孝华,邹振楚,汪明朴;稀土Al-Mg系车身板材力学性能研究[J];轻合金加工技术;1994年01期
6 王桂青;孙媛;刘燕;任国成;;铸造Al-Si-Mg合金时效过程动力学分析[J];山东建筑大学学报;2010年01期
7 李普超,汪明朴,孙孝华,徐国富;Al-Mg-Si 合金的时效研究[J];中南工业大学学报;1998年03期
8 袁生平;蒲雄;张国君;刘刚;王瑞红;孙军;陈康华;;多重时效析出第二相对Al-Mg-Si合金电导率的影响[J];中国有色金属学报;2010年11期
9 刘静安;Al-Mg-Si系挤压合金的自然时效和人工时效特性[J];中国有色金属学报;1998年S1期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;Effects of Pre-Ageing Treatment on Subsequent Artificial Ageing Characteristics of an Al-1.01Mg-0.68Si-1.78Cu Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2010年02期
2 Chin-Hui Shen;;Pre-treatment to Improve the Bake-hardening Response in the Naturally Aged Al-Mg-Si Alloy[J];Journal of Materials Science & Technology;2011年03期
3 肖艳苹;潘清林;李文斌;刘晓艳;何运斌;;含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金均匀化处理[J];材料科学与工程学报;2010年06期
4 李伟;谢敬佩;王文焱;刘忠侠;董新平;;电解低钛铝合金微观组织的分析[J];材料开发与应用;2006年03期
5 王月;付自来;张燕阳;;含钪铝合金焊接接头的耐腐蚀性能研究[J];材料开发与应用;2007年03期
6 何立子;陈彦博;张海涛;崔建忠;;Mn和Si对Al-Mg-Si-Cu合金组织和性能的影响[J];东北大学学报(自然科学版);2008年07期
7 刘亚妮;陈江华;尹美杰;刘春辉;伍翠兰;赵新奇;;自然时效和Cu含量对AlMgSi(Cu)合金时效硬化行为的影响[J];电子显微学报;2010年03期
8 廖元飞;陈江华;刘春辉;李祥亮;冯佳妮;;Al-Mg-Si-Cu合金中晶界和晶内析出相粗化规律的研究[J];电子显微学报;2012年02期
9 王小宁;李世晨;郑子樵;蔡彪;廖忠全;;预时效对6022合金成形性能和力学性能的影响[J];粉末冶金材料科学与工程;2011年01期
10 刘宏,赵刚,刘春明,刘延东,左良;6000系铝合金组织性能的研究进展[J];机械工程材料;2004年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 吕超;梁小平;高永扬;王剑臣;岳雪梅;辛少波;;氧化铝功能纤维的制备及其应用[A];第六届功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2006年
2 刘静安;冯云祥;;车辆用6005A大型铝合金型材的研制与开发[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年
3 纪艳丽;郭富安;潘琰峰;;热轧6022合金再结晶现象的EBSD研究[A];第十一届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 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
2 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
3 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
4 王文焱;电解加钛Al-Mg-Si合金板材组织和性能的研究[D];郑州大学;2007年
5 戴晓元;含钪Al-Zn-Mg-Cu-Zr超高强铝合金组织与性能的研究[D];中南大学;2008年
6 林雪冬;自生颗粒增强铝基复合材料汽缸套的制备技术及其应用研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周旭阳;等通道转角挤压镁锌硅合金的显微组织及高温蠕变行为[D];太原理工大学;2011年
2 刘喜欢;铝铁合金板材热处理组织及性能的研究[D];沈阳工业大学;2011年
3 郑淼焱;高温大变形条件下21-4N气门钢物理力学性能的研究[D];广东工业大学;2011年
4 林莉;热处理及微量元素对6156铝合金组织性能影响的研究[D];中南大学;2011年
5 瞿纪平;无铅易切削Al-Mg-Si合金的研究[D];中南大学;2011年
6 刘丘林;喷射成形6061铝合金的显微组织与力学性能[D];华南理工大学;2011年
7 李金文;新型耐热Al-0.2Sc-0.04Zr(0.01B)合金时效行为和导电性研究[D];郑州大学;2011年
8 韦娜;Al-Mg-Si三元合金析出相的电子结构与力学性能[D];广西大学;2011年
9 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
10 董新平;电解加钛汽车Al-Mg-Si板材的组织和性能研究[D];郑州大学;2006年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄健,李洪涛,王汝耀;Fe对Al-Si活塞合金强度的影响[J];兵器材料科学与工程;1990年04期
2 刘伟强,张建新;合金元素对6063型铝合金耐蚀性的影响[J];电镀与涂饰;2002年03期
3 于松伟;我国地铁接触轨技术发展综述与研发建议[J];都市快轨交通;2004年02期
4 闫晓东 ,涂思京 ,杨玉松 ,谢水生;用侧向挤压法成形不锈钢-铝复合接触轨[J];锻压技术;2002年05期
5 邢甲第,李玉芹;钢铝复合导电轨的性能及应用[J];城市轨道交通研究;2003年04期
6 李雷;;钢铝复合导电轨分析[J];城市轨道交通研究;2008年09期
7 张新明;钟奇鸣;刘胜胆;刘文军;;1933铝合金锻件的TTP曲线[J];材料热处理学报;2010年05期
8 杨迎新,颜建辉;6063铝合金化学成分的合理选择[J];铝加工;2002年05期
9 颜建辉,陈辉煌;热处理工艺对6063铝合金强度和导电率的影响[J];热加工工艺;2004年02期
10 朱晓军;姜坚白;孙京健;王朝阳;;钢铝复合轨试验线的研究[J];铁道标准设计;2007年10期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 陈志国;微合金化铝合金的微观组织演变与性能研究[D];中南大学;2004年
2 何立子;Al-Mg-Si系合金组织性能[D];东北大学;2001年
3 董霖;载流摩擦磨损机理研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3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 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
3 冯银成;6061铝合金热变形及时效过程中的组织力学行为研究[D];湖南大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 林肇琦;新一代铝合金——铝钪合金的发展概况[J];材料导报;1992年03期
2 潘青林,高拥政,尹志民,左铁镛;Sc对Al-Mg合金组织与性能的影响[J];材料科学与工艺;1997年04期
3 吴一雷,李永伟,强俊,李春玉;超高强度铝合金的发展与应用[J];航空材料学报;1994年01期
4 王祝堂;;特细球形铝粉生产线投产[J];轻合金加工技术;1991年03期
5 В.И.ЕЛАГИН;В.В.ЭАХАРОВ;谢燮揆;;用钪合金的铝合金[J];轻金属;1993年03期
6 王海波,古川稔,根本実;Al-0.5%Zr合金的析出强化[J];西安建筑科技大学学报(自然科学版);1991年01期
7 张新明;游江海;黄振宝;刘胜胆;张小艳;;固溶降温处理对7A55铝合金组织和性能的影响[J];稀有金属;2007年01期
8 田福泉;崔建忠;;双级时效对7050铝合金组织和性能的影响[J];中国有色金属学报;2006年06期
9 李慧中;梁霄鹏;郭菲菲;李洲;焦岩;张新明;;预时效温度对2519铝合金力学性能和电导率的影响[J];中国有色金属学报;2009年01期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴荣真;;以国产1号分级淬火油代替303淬火油用于引进热处理生产线[J];金属热处理;1989年08期
2 李增范;T10A模具碱浴分级淬火[J];机械工人.热加工;1990年05期
3 钟贤荣;355分级淬火油在汽车后桥齿轮热处理中的应用[J];金属热处理;1995年12期
4 李增范;优选塑料模顶杆盐浴分级淬火工艺[J];机械工人.热加工;1994年02期
5 孔自安,李晨霞,王长生,罗美华;变碳势渗碳一热油分级淬火工艺在齿轮生产上的应用[J];洛阳工学院学报;1999年01期
6 黄侣福;杨定全;;辊底炉用快速分级淬火油[J];金属热处理;1989年08期
7 李增范;内热式远红外分级淬火油炉[J];机械工人.热加工;1991年07期
8 李增范;优选塑料模顶杆盐浴分级淬火工艺[J];机械工人.热加工;1992年10期
9 张建强;范赓伸;;分级淬火对Cu-Zn-Al合金组织及形状记忆功能的影响[J];东南大学学报(自然科学版);1989年03期
10 何传驹,林汉同,雷一妍,魏伯康,吴广忠,张俊德;CuZnAlSMA形状记忆处理新工艺——瞬时高温分级淬火[J];热加工工艺;1990年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄安国;于玮;张虎;李志远;;Zr基块体非晶在激光点热源作用下的晶化[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
2 宋江锋;薛炎;刘从贤;黄志勇;;Zr基合金在惰性气氛除氚中的应用研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
3 李明月;成丽苹;张雪英;孟令鹏;;Zr掺杂Mg_2Ni储氢材料表面的量子化学研究[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年
4 谭星;蔡超;李劲风;;不同湿度及初始浓度MgCl_2液滴下Al-Mg-Si合金的腐蚀行为[A];中国腐蚀电化学及测试方法专业委员会2012学术年会论文集[C];2012年
5 李劲风;曾锋利;Gerald S.Frankel;;采用开尔文探针研究一种Al-Mg-Si合金在MgCl_2液滴作用下的腐蚀行为[A];2010年全国腐蚀电化学及测试方法学术会议摘要集[C];2010年
6 林鴻明;陳繁雄;陳錦毅;蔡健益;李丕耀;;Formation of Ni_(57)Zr_(20)Ti_(22)Ge_1 amorphous powders by mechanical alloying[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
7 习天辉;陈晓;陈颜堂;郭爱民;;Zr微合金化钢粗晶热影响区中针状铁素体形核机理探讨[A];2005年全国计算材料、模拟与图像分析学术会议论文集[C];2005年
8 贾崇林;史世凤;范强;牛永吉;韩锋;;Zr对K4242合金热疲劳性能的影响[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
9 刘洪军;曹驰;钱旺盛;;热处理对含RE或Zr元素的Zn-11%Al-8%Cu-Mg合金组织性能的影响[A];2010年中国铸造活动周论文集[C];2010年
10 付雅君;张辉;曹中秋;王艳;;添加稀土Ce的Zr基大块非晶在含Cl-介质中的腐蚀电化学行为研究[A];2008年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会论文摘要集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 何加群;节能热处理装备为轴承业发展注入新动力[N];中国冶金报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王栋;Zr基非晶合金超塑性微成形工艺研究[D];华中科技大学;2010年
2 张皓荐;Zr、K改性费托合成铁基催化剂的研究[D];华东理工大学;2012年
3 王爱军;Ti-Al-(Zr,Hf)-N耐磨涂层的热力学及力学性质的第一原理计算[D];中南大学;2012年
4 刘金民;Zr基块体非晶合金复合材料的制备与性能[D];沈阳工业大学;2010年
5 张朋娜;Zr基块体非晶合金在塑性变形过程中的结构和性能变化[D];上海交通大学;2009年
6 杨艳玲;挤压铸造Mg-Nd(-Zr)合金工艺及凝固行为研究[D];上海交通大学;2010年
7 潘杰;非均匀微结构对Zr基块体非晶合金室温塑性及变形行为的影响[D];华中科技大学;2011年
8 孙明;Mg-Gd-Y镁合金Zr晶粒细化行为研究[D];上海交通大学;2012年
9 吴宏;Zr基块体非晶合金室温塑性变形与摩擦磨损行为研究[D];中南大学;2011年
10 张梦贤;Fe-Ti(Zr)-C体系燃烧合成与生长行为研究[D];上海交通大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 田健;分级淬火及Zr添加对Al-Mg-Si合金组织和性能的影响[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 程萌;高Mg含量Al-Mg-Si合金的组织与性能研究[D];沈阳航空航天大学;2013年
3 张文利;不同路径等通道挤压Al-Mg-Si合金的组织与性能研究[D];太原理工大学;2011年
4 梁振宇;合金元素对Al-Mg-Si合金导体材料组织与性能的影响研究[D];湖南大学;2011年
5 桑益;Al-Mg-Si合金的多级时效硬化特性和析出行为[D];湖南大学;2012年
6 白帮伟;退火温度对Zr基大块非晶合金硬度和摩擦性能的影响[D];燕山大学;2010年
7 汪海锋;W丝/Zr基非晶复合材料的力学性能[D];沈阳理工大学;2010年
8 肖超杰;Zr基非晶合金晶化动力学及电子输运特性的研究[D];合肥工业大学;2010年
9 王广言;轧制塑性变形对Zr-基非晶合金力学性能的影响[D];太原科技大学;2011年
10 李杳奇;Zr基块体非晶合金压缩力学性能的研究[D];中南大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026