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快速凝固2A12铝合金时效行为分析

刘鑫汉  
【摘要】:本论文采用一种新型的快速凝固技术制备出高性能2A12铝合并对其进行时效动力学分析;在此基础上对快速凝固铝合金进行时效工艺优化,提高了铝合金的力学性能。 使用拉伸实验机和显微硬度仪对所制备的合金进行力学性能测试;利用金相显微镜(OM)、X-ray衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)对所制备的铝合金的组织结构进行分析;采用差示扫描量热仪(DSC)研究了快速凝固铝合金的时效析出行为。 结果表明,利用相变致冷技术能够获得很大冷却速度。快速凝固使合金晶粒组织得到细化,固溶度得到提高,从而使合金的力学性能得到改善。相变致冷技术制备的铝合金力学性能高于水冷制备铝合金的力学性能。 110℃/S冷速下的2A12铝合金时效析出序列为α-Al→GP区→GP2区(S′′)→S,250℃/S冷速下的2A12铝合金时效析出序列为α-Al→GP区→GP2区(S′′)→S′→S。高冷速下2A12铝合金时效析出激活能(43.14KJ/mol)比低冷速下2A12铝合金时效激活能(56.82KJ/mol)低,即更容易时效析出第二相。 利用相变致冷技术制备的2A12铝合金最佳时效工艺为130℃时效10h,比热处理规范中2A12铝合金时效温度低、时效时间短、强度提高。峰值抗拉强度σb达到460MPa,屈服强度σ0.2为270MPa,断裂延伸率δ为12.7%。 在较低温度下(130℃)时效,随着时效时间的延长2A12铝合金逐渐析出弥散分布的析出相,且析出相的数量逐渐增多,与常规制备的2A12铝合金中析出相相比,快速凝固制备的2A12铝合金析出相更加细小。在较高温度下(180℃)时效,较大尺寸的析出相在晶界上呈连续网状分布,降低了铝合金的力学性能。


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