微合金化及熱軋工藝對(duì)鋁硅鎂基型材組織和性能的影響.pdf

1、與傳統(tǒng)6000系建筑鋁型材相比，近共晶Al-Si-Mg合金具有鑄造性能好、強(qiáng)度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。課題組前期實(shí)驗(yàn)表明，近共晶Al-Si-Mg合金具有良好的熱變形成形能力，通過適當(dāng)?shù)淖冃螣崽幚砗罂梢赃_(dá)到強(qiáng)度和塑性的良好結(jié)合，具有成為鋁型材的巨大潛力。本文以近共晶Al-Si-Mg合金為研究對(duì)象，結(jié)合微合金化和熱軋制變形制備高性能近共晶Al-Si-Mg基合金型材。通過合金組織觀察和性能測(cè)試，考察了Zr、Ti、V等元素微合金化及熱軋制工藝對(duì)近共晶

2、Al-Si-Mg合金組織和性能的影響。
　　微量Zr、Ti、V的添加對(duì)近共晶Al-12.5wt％Si-0.6wt％Mg合金鑄態(tài)及均勻化態(tài)的組織和性能沒有明顯影響;在軋制態(tài)下，Zr、Ti、V等元素的添加能夠提高合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率。研究發(fā)現(xiàn):微量Zr、Ti、V等元素的添加，一方面能夠抑制合金熱軋制過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶;另一方面能夠抑制合金熱軋制過程中Mg2Si的動(dòng)態(tài)析出，Zr、V抑制Mg2Si動(dòng)態(tài)析出的能力要強(qiáng)于Ti。Zr

3、、Ti、V對(duì)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和Mg2Si動(dòng)態(tài)析出的抑制作用是軋制態(tài)合金性能提高的主要原因。
　　熱軋制溫度和壓下率顯著影響近共晶Al-12.5wt％Si-0.6wt％Mg-0.1 wt％Ti合金型材的組織和性能。軋制溫度的降低和壓下率的增加都會(huì)加劇Mg2Si相的動(dòng)態(tài)析出。這種動(dòng)態(tài)析出對(duì)基體沒有強(qiáng)化作用，反而使固溶強(qiáng)化效果削弱;但這些細(xì)小彌散的析出相會(huì)增加對(duì)晶界遷移的釘扎作用，從而細(xì)化再結(jié)晶晶粒。在壓下率為33％的條件下，軋制溫度從500

4、℃升至540℃，合金的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高了12％和20％，主要與Mg2Si的動(dòng)態(tài)析出有關(guān)。在540℃下，隨著壓下率從33％升高至67％，合金在軋制態(tài)下的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率都升高，主要原因在于再結(jié)晶晶粒更加細(xì)小而均勻。
　　通過微合金化與熱軋制變形相結(jié)合，Al-12.5wt％Si-0.6wt％Mg-0.1 wt％Ti合金具有高的強(qiáng)度和良好的塑性，其軋制態(tài)屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率分別能夠達(dá)到173.3 MPa、243