高成形性Al-Mg-Si合金的研究

论文摘要

本课题通过调整合金成分,配制了添加Al-10Sr或Al-Mn中间合金,Al-5Ti-1B细化剂的Al-Mg-Si合金。通过熔炼,铸造,热处理,挤压,塑性加工,实验室试制检测分析优化合金成分,到工厂熔铸热处理加工成不同型材。通过示差扫描量热分析试验（DSC）,硬度,室温拉伸力学性能测试,弯管试验和金相（OM）、X射线物相分析（XRD）、扫描电镜分析（SEM）,研究并探讨了本实验用Al-10Sr中间合金,Al-5Ti-1B细化剂以及不同实验合金的组织和性能的变化规律。得出如下结论：1) Al-10Sr中间合金组织由α-Al,细条状的A14Sr,AlSrO组成,Al-5Ti-1B细化剂组织主要由α-Al相,块状TiAl3相和细小的TiB2相组成。2)添加Al-10Sr中间合金的Al-Mg-Si-Sr合金铸态组织由α（A1）基体和包含杆状白色AlMgFeSi相,固溶时效热处理之后,其屈服强度,抗拉强度,延伸率分别为259MPa、227MPa、13%。3)添加Al-10Sr中间合金和Al-5Ti-1B细化剂的Al-Mg-Si-Ti-Sr合金铸态组织具有枝晶网络,晶界和晶内分布着AlFeSi相和AlMgFeSi相,固溶时效处理后,其抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为261MPa、225MPa、14%,加工成的空心型材具有良好的成形性能。4) Al-Mg-Si-Ti-Sr-Mn合金铸态组织中的AlFeSi相呈链状分布于晶界,再结晶晶粒较小,合金必须需要通过固溶时效处理才能达到满意的力学性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 铝合金型材
• 1.1.1 铝挤压型材的分类
• 1.2 Al-Mg-Si系合金概述
• 1.2.1 Al-Mg-Si系铝合金型材
• 1.2.2 Al-Mg-Si系铝合金型材应用于建筑领域
• 1.2.3 Al-Mg-Si系铝合金型材应用于交通领域
• 1.3 变质剂材料的研究现状
• 1.3.1 锶变质剂
• 1.3.2 稀土变质剂
• 1.4 铝合金组织变质细化过程的概论
• 1.4.1 基体晶粒形核细化理论
• 1.4.2 碳化物细化理论
• 1.4.3 包晶反应细化理论
• 1.4.4 原子结构细化理论
• 1.5 本课题的研究内容与研究意义
• 第二章 合金制备与实验方法
• 2.1 实验试制方案及技术路线
• 2.2 试验合金熔铸
• 2.3 铸锭均匀化工艺
• 2.4 铸锭挤压及挤压棒材的热处理工艺
• 2.5 弯管试验
• 2.6 力学性能测验
• 2.6.1 硬度试验
• 2.6.2 室温拉伸试验
• 2.7 示差扫描量热分析试验
• 2.8 组织和结构的观察与分析
• 2.8.1 宏观组织观察
• 2.8.2 微观金相组织
• 2.8.3 X-Ray物相分析
• 2.8.4 扫描电子显微镜观察
• 第三章 高成形性Al-Mg-Si合金的铸态组织研究
• 3.1 Al-10Sr中间合金的组织
• 3.1.1 Al-10Sr中间合金的金相组织
• 3.1.2 Al-10Sr中间合金的XRD检测结果
• 3.1.3 Al-10Sr中间合金的SEM组织观察
• 3.2 Al-5Ti-1B细化剂的组织
• 3.2.1 Al-5Ti-1B细化剂的DSC分析
• 3.2.2 Al-5Ti-1B细化剂的SEM形貌
• 3.3 铸态试验合金宏观组织和DSC分析
• 3.3.1 铸态试验合金的DSC分析结果
• 3.3.2 试验合金的铸态宏观组织
• 3.4 铸态试验合金金相组织和SEM分析
• 3.4.1 铸态试验合金的金相组织
• 3.4.2 铸态试验合金的SEM分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 高成形性Al-Mg-Si合金加工态组织与性能的研究
• 4.1 高成形性Al-Mg-Si合金挤压态组织与与性能研究
• 4.1.1 挤压态试验合金的DSC分析结果
• 4.1.2 挤压态试验合金的金相组织
• 4.2 热处理对试验合金力学性能的影响
• 4.2.1 热处理对试验合金硬度的影响
• 4.2.2 热处理对试验合金室温拉伸性能的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 Al-Mg-Si合金的成形性能
• 5.1 1Kg型试验合金的挤压棒材
• 5.2 工厂实际生产合金型材的成形性能
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间主要研究成果