收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

变形铝硅合金的动态再结晶行为

王春霞  
【摘要】:铝硅合金具有热膨胀系数低、耐磨性高、导热性好、密度小、铸造性能良好等诸多优点,被作为铸造合金广泛应用于发动机、车辆工业等领域。而将其作为变形铝硅合金的应用尚未见报道。为使变形铝硅合金用作结构材料,实现其产业化,本文以半连续(DC)铸造Al-15Si合金为研究对象,DC铸造的Al-2Si合金作为参比合金,对合金铸锭进行预热处理后,分别对其进行热轧及热压缩变形,系统研究了合金在高温变形时的微观组织演变规律和铝基体的动态再结晶行为,为合金热加工过程中的微观组织控制提供理论依据。采用DC铸造制备了微观组织显著细化的Al-15Si合金及Al-2Si合金铸锭。经加热温度为450~520℃、保温时间为1-3h热处理时,DC铸造Al-15Si合金及Al-2Si合金中的共晶硅相均发生了粒化,且在粒化硅颗粒间的铝基体上均形成了晶界;在Al-15Si合金的共晶区域铝基体上表现为等轴晶粒的形成,随着加热温度的升高、保温时间的延长,共晶区域硅颗粒的平均尺寸增大,铝基体的晶粒尺寸也随之增大。对Al-15Si合金在变形温度为450~500℃热轧过程中组织演变的研究表明,随压下率增大,硅颗粒在铝基体上的分布越来越均匀;同时,铝基体上动态再结晶区域的分数呈增大趋势,铝基体组织明显细化,热轧至压下率为70%时,细小的动态再结晶晶粒均匀地分布于铝基体上。变形温度的降低有助于铝基体动态再结晶的进行,减小动态再结晶晶粒尺寸。对Al-15Si合金和Al-2Si合金在变形温度为300~500℃、应变速率为0.001-5s-1热压缩过程中流变行为的研究表明,合金在热压缩变形时均存在稳态流变特征;合金的流变应力随变形温度的升高而降低,随应变速率的增大而增大;在相同的变形条件下,Al-15Si合金的流变应力高于Al-2Si合金,但随着变形温度的升高与应变速率的降低二者差值均逐渐减小。在实验条件范围内,合金的热压缩变形受热激活能控制,Al-15Si和Al-2Si合金的平均热变形激活能分别为180.96kJ/mol和152.62kJ/mol。对Al-15Si合金在变形温度为300-500℃、应变速率为0.001~5s-1的变形条件热压缩时相同应变量下的组织研究表明,合金热压缩后的组织受变形温度和应变速率(Zener-Hollomon参数)的影响。随变形温度的升高或应变速率的降低,硅颗粒破碎比例降低。在21.181nZ23.48时,铝基体仅发生动态回复;在25.35≤1nZ≤28.09时,在晶界上的硅颗粒附近铝基体上形成动态再结晶晶粒;在29.7≤1nZ≤39.5时,合金在硅颗粒(包括晶界与晶内的硅颗粒)附近的铝基体上均形成了动态再结晶晶粒。在发生动态再结晶的变形条件下,随着变形温度的降低或应变速率的增大,铝基体动态再结晶区域的分数增大,而其动态再结晶晶粒尺寸减小。降低变形温度和提高应变速率,促进动态再结晶的发生。就不添加其它合金元素的Al-15Si合金和Al-2Si合金而言,在热轧和热压缩过程中,硅颗粒的存在均促进合金动态再结晶的发生;相同变形条件下,合金中硅含量越大,硅颗粒密度越大,合金铝基体上动态再结晶区域的分数越大,而其晶粒尺寸减小。就不添加其它合金元素的Al-15Si合金和Al-2Si合金而言,在热轧和热压缩过程中,动态再结晶晶粒主要在硅颗粒附近的铝基体上形成,均由亚晶转变而来,其动态再结晶机制均为连续动态再结晶,亚晶转动对连续动态再结晶的发生起到了重要的作用。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 臧尔寿;张厚君;;铌对共析轨钢动态再结晶的影响[J];物理测试;1990年01期
2 张鸿冰,张斌,柳建韬;钢中动态再结晶力学测定及其数学模型[J];上海交通大学学报;2003年07期
3 李龙飞,杨王玥,孙祖庆;原始晶粒尺寸对低碳钢中铁素体动态再结晶的影响[J];金属学报;2004年02期
4 周建,张廷杰,张小明,马光来,田锋,周廉;锻造方式对7075铝合金锻件动态再结晶的影响[J];稀有金属材料与工程;2004年08期
5 叶健松,徐祖耀;35CrMo钢动态再结晶的实验研究与数值模拟[J];轧钢;2004年05期
6 蒋树农,刘楚明,李慧中,张新明;高纯多晶铝的动态再结晶[J];中南大学学报(自然科学版);2004年06期
7 何燕,张立文,牛静,裴继斌;元胞自动机方法对动态再结晶过程的模拟[J];材料热处理学报;2005年04期
8 邓小虎;张立文;何燕;裴继斌;卢愈;;应变速率对金属动态再结晶影响的数值模拟[J];塑性工程学报;2007年02期
9 伍来智;陈军;张鸿冰;;40Cr钢奥氏体动态再结晶及晶粒细化[J];上海交通大学学报;2008年05期
10 邓小虎;张立文;卢瑜;裴继斌;;动态再结晶过程的三维元胞自动机模拟[J];金属热处理;2009年04期
11 蔺永诚;陈明松;钟掘;;42CrMo钢亚动态再结晶行为研究[J];材料热处理学报;2009年02期
12 权国政;刘克威;周杰;陈斌;;基于热力耦合的塑性成形动态再结晶仿真分析[J];热加工工艺;2009年19期
13 谢章龙;刘振宇;王国栋;;低碳9Ni钢的动态再结晶数学模型[J];东北大学学报(自然科学版);2010年01期
14 姜科;孙圣洁;;动态再结晶临界判据和机理的研究(续)[J];有色金属加工;2010年01期
15 王丽君;关小军;禹宝军;赵健;;热加工材料动态再结晶介观组织模拟模型的研究进展[J];山东大学学报(工学版);2010年03期
16 付甲;李永堂;齐会萍;;压下量对铸态42CrMo钢动态再结晶的影响研究[J];锻压装备与制造技术;2011年02期
17 王琴;方绿频;;动态再结晶过程的定量化可视化元胞自动机模拟[J];机械工程学报;2011年22期
18 麻晓飞;;动态再结晶过程的元胞自动机模拟[J];热加工工艺;2012年02期
19 欧阳德来;王克鲁;崔霞;;Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V合金β锻动态再结晶(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年04期
20 刘娟;李居强;崔振山;阮立群;;新的单参数动态再结晶动力学建模及晶粒尺寸预测[J];金属学报;2012年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何燕;张立文;牛静;;利用元胞自动机方法模拟多晶金属材料的动态再结晶过程[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
2 史志远;马长文;;35K钢的动态再结晶模型研究[A];2007中国钢铁年会论文集[C];2007年
3 曲杰;金泉林;;伴随动态再结晶的黏塑性本构关系的材料参数识别[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
4 陈翔;韩忠;卢柯;;动态再结晶主导的磨损机制转变[A];第十一届全国摩擦学大会论文集[C];2013年
5 张羊换;;微合金化钢的动态再结晶及沉淀强化的研究[A];第八届全国塑性加工理论与新技术学术会议论文集[C];1999年
6 李龙飞;杨王玥;孙祖庆;;低碳钢在700℃变形时的铁素体动态再结晶[A];2001中国钢铁年会论文集(下卷)[C];2001年
7 张鹏;秦鹤勇;谢静;熊运森;;GH4698动态再结晶行为研究[A];第十二届中国高温合金年会论文集[C];2011年
8 赵欣;张奎;李兴刚;李永军;何庆彪;孙建锋;;Mg-Y-Nd-Gd-Zr稀土镁合金动态再结晶实验研究[A];中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集[C];2007年
9 刘伟;廖书全;张剑锋;涂益友;蒋建清;;钒微合金化对高碳钢动态再结晶行为影响[A];2009热轧钢材组织性能预报研究与应用学术研讨会文集[C];2009年
10 刘李斌;刘雅政;何建中;李扬;常大勇;;CSP工艺生产X60管线钢轧制过程中的动态再结晶特性[A];2005中国钢铁年会论文集(第4卷)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 姜雪;微量元素对铬钼和碳锰低合金压力容器用钢热塑性的影响[D];哈尔滨工业大学;2015年
2 蒲春雷;基于材料动态再结晶行为的高速切削机理研究[D];北京科技大学;2016年
3 王春霞;变形铝硅合金的动态再结晶行为[D];东北大学;2014年
4 顾森东;特殊钢大尺寸棒材往复热轧过程数值模拟与工艺优化[D];大连理工大学;2015年
5 季海鹏;基于元胞自动机法的316LN不锈钢动态再结晶组织预测[D];燕山大学;2013年
6 王丽君;桥梁钢热压缩变形动态再结晶行为的双尺度模拟[D];山东大学;2011年
7 曲杰;考虑动态再结晶的粘塑性本构模型的参数识别[D];清华大学;2004年
8 吕滨江;第二相对Mg-Zn-Zr-Y镁合金动态再结晶演变及热加工性的影响[D];重庆大学;2014年
9 王帅;GH4586合金动态再结晶行为及长期时效对其裂纹扩展特性的影响[D];东北大学;2011年
10 欧阳德来;TB6和TA15钛合金β锻组织演变及动态再结晶行为研究[D];南京航空航天大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高亮;铸态SA508-3钢高温塑性变形行为与晶粒演化规律研究[D];上海交通大学;2015年
2 万志鹏;Ti-47Al-2Nb-2Cr合金高温动态再结晶及晶粒长大行为[D];哈尔滨工业大学;2015年
3 罗平;GH4169合金热变形动态再结晶模拟[D];东北大学;2014年
4 余新平;TC21钛合金热变形及热处理微观组织演变研究[D];南昌航空大学;2015年
5 李永刚;Co-28Cr-6Mo合金热变形行为的研究[D];燕山大学;2015年
6 姚媛蓉;06Cr19Ni9NbN不锈钢动态再结晶行为的研究[D];太原科技大学;2015年
7 付晓杰;基于ABAQUS二次开发的轧制过程组织性能预测[D];太原科技大学;2015年
8 李占伦;2.25CrlMo0.25V钢热变形组织演变模型开发[D];太原科技大学;2015年
9 杜志远;Mg-Gd-Y-Nd-Zr合金热变形过程中的动态再结晶研究[D];中北大学;2016年
10 王鑫;AerMet100钢热变形行为及形变热处理工艺研究[D];南昌航空大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前4条
1 ;通过动态再结晶细化铸态奥氏体晶粒[N];世界金属导报;2004年
2 刘李斌 刘雅政 何建中 李扬 常大勇;CSP工艺生产X60管线钢轧制过程中的动态再结晶特性[N];世界金属导报;2005年
3 朱革媚 译;CSP集成技术的最新进展[N];中国冶金报;2006年
4 陶少清;以先进的显微组织控制技术生产汽车板[N];世界金属导报;2003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
  • 010-62982499
  • 010-62783978