用快速硬化Al-Mg-Cu合金板材制造汽车的车身,有独特的优势[1]
在443 K对Al-Mg-Cu合金进行热处理,其时效析出响应经历初期、平台和峰时效三个阶段[2~5]
在时效初期,合金的显微硬度快速提高,其增量占总增量的60%以上
在平台阶段,硬度长时间保持稳定
时效析出270 h才能达到峰时效,但是其析出强化效果较弱,使合金的应用受到限制[2]
因此,加速Al-Mg-Cu合金的时效响应和强化是急待解决的问题
微合金化是优化合金的组织和提高性能的常用手段
改变合金的析出相种类、晶体结构、分布状态和尺寸,对于提高铝合金的机械性能极为重要[6~11]
Si是铝合金中含量最高的杂质元素,对Al-Mg-Cu合金析出相的形核和长大有重要的影响[12]
研究表明[12],Si能稳定GPB区并通过抑制T相 (Al6CuMg4) 的生成促进 S 相 (Al2CuMg) 的析出
更为重要的是,Si的微合金化增强了时效硬化响应并加速了合金的析出动力学[13, 14]
在高Mg合金中添加Si生成的Mg2Si相,使Si不能完全固溶在Al基体中而使其强化作用降低[15]
因此,进一步优化Si含量极为重要
形变时效热处理也称低温形变热处理,是把时效析出硬化和加工硬化相结合[16]
进行形变时效热处理时,先进行轧制以在基体中引入位错和空位,位错的相互作用阻碍其运动,使铝合金的强度提高
在热处理过程中,高密度位错的缠结成为析出相的形核位点,可提高析出相的数密度和细化析出相
而位错作为固溶原子从基体脱溶的扩散通道,可缩短扩散时间和加速析出相的时效析出动力学
鉴于此,本文对固溶热处理后的Al-2Mg-0.8Cu合金进行冷轧,研究冷轧变形量和Si含量对Al-2Mg-0.8Cu-(Si)合金时效析出行为和力学性能的影响
1 实验方法
将Al-50Cu(质量分数,下同)、Al-27Si、纯镁和高纯铝(99.99%)置于石墨粘土坩埚并放入电阻炉,制备出Al-2Mg-0.8Cu(-Si)合金
原料在780℃熔化后进行搅拌,扒渣静置30 min后将熔体浇铸到室温钢模具中,得到尺寸为100 mm×200 mm×30 mm的铸锭
用ICP测定的合金成分,列于表1(除非特别说明,本文的成分均为质量分数)
用差示扫描量热法(DSC)测试铸造态Al-2Mg-0.8Cu(-Si)合金初生相的固溶规律,升
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“冷轧变形和添加Si对Al-2Mg-0.8Cu(-Si)合金的组织和力学性能的影响” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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