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5A01高镁铝合金腐蚀性能、屈服行为与热变形行为的研究

刘成  
【摘要】:论文分三部分研究了5A01高镁铝合金的力学性能、腐蚀性能、屈服行为及热变形行为,同时还讨论了p相在高镁铝合金腐蚀中的作用机理。第一部分通过组织观察、力学性能测试以及腐蚀实验,研究了冷轧变形量与稳定化退火温度对5A01铝合金力学性能和腐蚀性能的影响;同时,利用熔铸冶金法制备p模拟相以及复合轧制方法制备高镁模拟合金,通过电化学实验及浸泡实验,讨论了p相在高镁铝合金局部腐蚀中的作用机理。第二部分主要研究了稳定化退火温度及冷轧变形量对5A01铝合金屈服行为的影响,并讨论了其对5A01高镁铝合金屈服行为的影响规律。第三部分利用Gleeble-1500热力模拟机及透射电镜,研究了5A01高镁铝合金的热变形流行为及组织演变。通过实验及讨论,得到以下结论: (1)5A01合金经40%冷轧变形后的力学性能σb、σ0.2、δ分别为421MPa、324MPa、7.8%,随冷变形量的增加,合金的强度增大,延伸率减小;对于冷变形量为60%的5A01合金,在250℃稳定化退火2h,合金开始发生再结晶;经冷轧后,5A01合金的耐蚀性能均较低,且随冷变形量的提高,合金的腐蚀敏感性提高;对于冷变形量为60%的5A01合金,随稳定化退火温度(150℃~350℃)的升高,晶间腐蚀、剥落腐蚀及应力腐蚀敏感性均逐渐降低。 (2)在3.5%NaCl溶液中,β相的自腐蚀电位(-1.085v)比α(Al)相的自腐蚀电位(-0.812v)低,始终作为阳极;与α(Al)基体相比,β相阳极极化曲线上存在一个弱钝化区,并有明显的拐点出现;在3.5%NaCI溶液中β相发生活化溶解过程及点蚀,而α(Al)仅发生活化过程。 (3)不同冷变形量5A01合金经350℃/2h稳定化退火后,均发生了明显的锯齿屈服效应;且冷变形越大,合金的再结晶晶粒尺寸减小,数目增多,应力应变曲线上的吕德斯带平台越长,锯齿频率提高;而对于同一变形量合金,随应变的增加,应力应变曲线上锯齿的频率降低;对于冷变形量60%的5A01合金,回复态及再结晶态合金锯齿效应中的锯齿强度均小于冷轧态的。 (4)5A01铝合金流变应力受应变速率的影响很大,在变形温度保持不变时,5A01铝合金真应力随应变速率的提高而增大;其流变应力受应变速率的影响也很大,在应变速率一定时,5A01铝合金的真应力随变形温度的升高而降低。5A01铝合金热压缩变形时的流变应力受应变速率和变形温度的强烈影响,可采用双曲正弦形式Arrhenius的关系来描述其流变应力行为,流变应力σ、应变速率ε和变形温度T之间满足下列关系式:ε=0.06831 ln[sinh(0.0094σ)]2.7089 exp(161.14/RT)


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