a組織與力學(xué)性能測試方法及分析初稿

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1、中南大學(xué)結(jié)業(yè)論文第一章文獻綜述6005A鋁合金是歐洲開發(fā)的Al-Mg-Si系變形鋁合金。這種合金不僅具有中等強度、良好的機械性能、抗腐蝕性能和較好的焊接性能，而且具有優(yōu)異的熱擠壓性能，它可以擠壓成各種形狀復(fù)雜的大型薄壁空心、實心型材。在國外，6005A鋁合金通常應(yīng)用于交通運輸領(lǐng)域。利用先進的擠壓技術(shù)，可以將6005A鋁合金鑄錠擠壓成大型薄壁寬幅型材，這種新型材用于制造高速地鐵、高速客車的車體，大大減輕了車輛的重量，提高了車輛的運行速度，獲得了綜合的經(jīng)濟效益和社會效益。目前，6005A合金在我國應(yīng)用較少，隨著我國高速、輕型鋁

2、合金列車和地鐵列車以及輕型客貨汽車的研究開發(fā)，為其配套生產(chǎn)大型車輛型材的西南鋁加工80ＭＮ擠壓生產(chǎn)線的改造、遼源鋁材廠75MN擠壓生產(chǎn)線和山東叢林集團100MN擠壓生產(chǎn)線的建設(shè)完工，作為車輛壁板用材的6005A鋁合金在我國將會得到越來越廣泛的應(yīng)用。1.16005A鋁合金的性質(zhì)1.1.1變形鋁合金變形鋁合金通常是指可以經(jīng)過不同的變形方式生產(chǎn)出半成品的鋁合金。根據(jù)合金的熱處理特性，變形鋁合金可分為可熱處理強化變形鋁合金和不可熱處理強化變形鋁合金?？蔁崽幚韽娀冃武X合金又包括Al-Cu-Mg、Al-Zn-Mg、Al–Mg-Si以

3、及Al-Li系合金。其中，Al–Mg-Si系合金具有強度、韌性、耐蝕性、可焊性和擠壓工藝性能的良好組合，該系合金在T6狀態(tài)下（峰值時效）的抗拉強度處于200-600兆帕之間很寬的范圍之內(nèi)。與Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Mg系合金相比較而言，其強度較低，但是有很好的擠壓性能，可以降低成本。而且，Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Mg系合金應(yīng)用于運輸領(lǐng)域，特別是建筑、結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，各有其缺陷。因此，當(dāng)前競爭十分激烈的情況下，經(jīng)濟、實用的Al–Mg-Si系合金廣泛應(yīng)用于建筑、交通運輸和結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域。55中南大學(xué)結(jié)業(yè)論文1.1.

4、2Al–Mg-Si1.Al-Mg-Si三元系平衡狀態(tài)圖Al-Mg-Si三元系富鋁角狀態(tài)圖見圖1-1，該系存在一個Al-Mg-Si偽二元截面，它把Al-Mg-Si三元系的富鋁角分成兩個獨立的三元系：Al-Mg2Si–Si和Al-Mg2Si–Mg2Al3，其三元共晶溫度分別為559℃和448℃。在每一個三元系中，鋁都形成固溶體（一邊是Si和Mg2Si另一邊是Mg2Si和Mg）。Mg2Si在基體α（Al）中的最大固溶度為1.85%（1.14%Mg、0.66%Si），其固溶度隨溫度的降低而急劇下降。這種溶解度的變化使合金在人工時效

5、后有時效硬化能力。在時效處理過程中，主要強化相Mg2Si的沉淀順序為：針狀GP區(qū)（沿＜100＞）→有序的針狀GP區(qū)→針狀亞穩(wěn)相β＇→穩(wěn)定的β（Mg2Si）。2.Al-Mg-Si系鋁合金中主要的組織與組成相Al-Mg-Si系鋁合金中主要的組織組成物是Mg2Si。如果合金中含有相當(dāng)量的銅與硅，則除了Mg2Si外，還可能形成Cu2Mg8Si6Al5，即至少有一部分Mg2Si被Cu2Mg8Si6Al5取代，后者也有一定的時效硬化能力，同時使合金具有自然時效能力。在無Mn、Cr的合金中，F(xiàn)e以FeAl3、FeAl6、FeMg3Si6

6、Al18等形式存在；在含有Mn、Cr的合金中，F(xiàn)e與它們形成復(fù)雜的化合物，Zn溶于固溶體中；Pb、Ti及Sr的量很小，一般不至于形成可見的化合物。3.合金元素對合金性能的影響55中南大學(xué)結(jié)業(yè)論文Al-Mg-Si系合金中所含合金元素主要有Si、Mg、Mn、Cr、Cu和少量雜質(zhì)元素Fe，各元素在合金中的作用如下：Mg和Si：Mg和Si是6000系合金中的主要合金元素，Mg和Si在合金中形成強化相Mg2Si，對合金起主要的強化作用。當(dāng)合金中Mg與Si之比不滿足Mg2Si的比值要求1.73時，合金中就會有Mg或Si過剩。Mg含量過

7、剩，不僅會降低Mg2Si在α固溶體中的溶解度，使合金的時效強化效果減弱，而且嚴重影響合金的成型性能；另一方面，Si過?？墒购辖饛姸仍黾樱档土撕辖鹚苄院湍透g性能，可能會引起晶間腐蝕。Cr和Ti：合金中加入0.10%-0.30%的Cr可抑制Mg2Si相在晶界的析出，延緩自然時效過程，提高人工時效后的強度。微量的Cr還可提高再結(jié)晶溫度，抑制再結(jié)晶，增加合金人工時效后的的耐蝕性。但Cr對淬火敏感性影響很大，還會影響制品的表面質(zhì)量。在加Cr的同時加入少于0.1%的Ti，可以減少鑄錠的柱狀晶組織，改善合金的鍛造性能，并細化制品的

8、晶粒。Mn：合金中加Mn可以提高再結(jié)晶溫度，并能顯著細化再結(jié)晶晶粒。還可以加速板條狀的βAlFeSi相向近圓形的αAlFeSi相的轉(zhuǎn)化，促進Mg2Si粒子的均勻分布和擠壓變形的均勻性，從而提高合金的強度、韌性、耐蝕性。但合金中的Mn會提高淬火敏感性，而且過量的Mn會形成粗大硬脆的MnAl6相，損害合金的