變形鋁硅合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為.pdf

1、鋁硅合金具有熱膨脹系數(shù)低、耐磨性高、導(dǎo)熱性好、密度小、鑄造性能良好等諸多優(yōu)點(diǎn)，被作為鑄造合金廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、車輛工業(yè)等領(lǐng)域。而將其作為變形鋁硅合金的應(yīng)用尚未見報(bào)道。為使變形鋁硅合金用作結(jié)構(gòu)材料，實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化，本文以半連續(xù)(DC)鑄造Al-15Si合金為研究對(duì)象，DC鑄造的Al-2Si合金作為參比合金，對(duì)合金鑄錠進(jìn)行預(yù)熱處理后，分別對(duì)其進(jìn)行熱軋及熱壓縮變形，系統(tǒng)研究了合金在高溫變形時(shí)的微觀組織演變規(guī)律和鋁基體的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶行為，為合金熱加

2、工過程中的微觀組織控制提供理論依據(jù)。
　　采用DC鑄造制備了微觀組織顯著細(xì)化的Al-15Si合金及Al-2Si合金鑄錠。經(jīng)加熱溫度為450～520℃、保溫時(shí)間為1～3h熱處理時(shí)，DC鑄造Al-15Si合金及Al-2Si合金中的共晶硅相均發(fā)生了?；?，且在?；桀w粒間的鋁基體上均形成了晶界;在Al-15Si合金的共晶區(qū)域鋁基體上表現(xiàn)為等軸晶粒的形成，隨著加熱溫度的升高、保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，共晶區(qū)域硅顆粒的平均尺寸增大，鋁基體的晶粒尺寸也隨

3、之增大。
　　對(duì)Al-15Si合金在變形溫度為450～500℃熱軋過程中組織演變的研究表明，隨壓下率增大，硅顆粒在鋁基體上的分布越來越均勻;同時(shí)，鋁基體上動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū)域的分?jǐn)?shù)呈增大趨勢(shì)，鋁基體組織明顯細(xì)化，熱軋至壓下率為70％時(shí)，細(xì)小的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒均勻地分布于鋁基體上。變形溫度的降低有助于鋁基體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的進(jìn)行，減小動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸。
　　對(duì)Al-15Si合金和Al-2Si合金在變形溫度為300～500℃、應(yīng)變速率為0.

4、001～5s-1熱壓縮過程中流變行為的研究表明，合金在熱壓縮變形時(shí)均存在穩(wěn)態(tài)流變特征;合金的流變應(yīng)力隨變形溫度的升高而降低，隨應(yīng)變速率的增大而增大;在相同的變形條件下，Al-15Si合金的流變應(yīng)力高于Al-2Si合金，但隨著變形溫度的升高與應(yīng)變速率的降低二者差值均逐漸減小。在實(shí)驗(yàn)條件范圍內(nèi)，合金的熱壓縮變形受熱激活能控制，Al-15Si和Al-2Si合金的平均熱變形激活能分別為180.96kJ/mol和152.62kJ/mol。

5、　　對(duì)Al-15Si合金在變形溫度為300～500℃、應(yīng)變速率為0.001～5s-1的變形條件熱壓縮時(shí)相同應(yīng)變量下的組織研究表明，合金熱壓縮后的組織受變形溫度和應(yīng)變速率（Zener-Hollomon參數(shù)）的影響。隨變形溫度的升高或應(yīng)變速率的降低，硅顆粒破碎比例降低。在21.18≤lnZ≤23.48時(shí)，鋁基體僅發(fā)生動(dòng)態(tài)回復(fù);在25.35≤lnZ≤28.09時(shí)，在晶界上的硅顆粒附近鋁基體上形成動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒;在29.7≤lnZ≤39.5時(shí)，

6、合金在硅顆粒（包括晶界與晶內(nèi)的硅顆粒）附近的鋁基體上均形成了動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒。在發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的變形條件下，隨著變形溫度的降低或應(yīng)變速率的增大，鋁基體動(dòng)態(tài)再結(jié)晶區(qū)域的分?jǐn)?shù)增大，而其動(dòng)態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸減小。降低變形溫度和提高應(yīng)變速率，促進(jìn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。
　　就不添加其它合金元素的Al-15Si合金和Al-2Si合金而言，在熱軋和熱壓縮過程中，硅顆粒的存在均促進(jìn)合金動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生;相同變形條件下，合金中硅含量越大，硅顆粒密度越大，