資源描述：
《al-mg-si-cu合金凝固與時效過程中微觀結(jié)構(gòu)演變的定量表征》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)中圖分類號TB31博士學位論文學校代碼10533A1．Mg．Si．Cu合金凝固與時效過程中微觀結(jié)構(gòu)演變的定量表征Quantitativecharacterizationofmicrostructuralevolutionduringsolidificat‘a(chǎn)ndgeingofAl．Mg．SourmgSOIlll?ICationanoagelni_-1alloyswithCuadditions作者姓名：學科專業(yè)：研究方向：學院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：論文答辯日期衛(wèi)-l生筮LIB"1]日李凱材料科學與工程電子顯微學粉冶院杜勇教授宋畋教授D．Schryve
2、rs教授答辯委員會主席j逝專一中南大學2013年12月學位論文原創(chuàng)性聲明fY掣纓26舢8㈣60㈣2掣4萬方數(shù)據(jù)本人鄭重聲明，所呈交的學位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了論文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學或其他教育機構(gòu)的學位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對本研究所作的貢獻均己在論文中作了明確的說明。申請學位論文與資料若有不實之處，本人承擔一切相關(guān)責任。作者簽名：杰地日期：她年三月』日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者和指導(dǎo)教師完全了解中南大學有關(guān)保留、使用
3、學位論文的規(guī)定：即學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交學位論文的復(fù)印件和電子版；本人允許本學位論文被查閱和借閱；學校可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存和匯編本學位論文。保密論文待解密后適應(yīng)本聲明。作者簽名：毽燮日期：業(yè)年立月U日新簽名塵勇日期：絲絳3月q日萬方數(shù)據(jù)A1．Mg．Si．Cu合金凝固與時效過程中微觀結(jié)構(gòu)演變的定量表征摘要：6XXX系列A1．Mg．Si合金由于其優(yōu)異的抗腐蝕性、良好的可加工性以及時效硬化后的高比強度，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天及建筑等領(lǐng)域。其極低的回收使用成本和對燃油經(jīng)濟性的突出貢獻使A1．
4、Mg．Si合金在能源與資源逐漸耗竭的背景下尤為重要。近年來的研究發(fā)現(xiàn)Cu元素的添加能提高A1．Mg．Si合金的時效硬化效果，但其原因目前還未準確闡明。材料的力學性能是由其微觀結(jié)構(gòu)決定的，因此本研究旨在從微觀結(jié)構(gòu)角度，研究Cu元素對鋁合金析出過程微觀結(jié)構(gòu)演變的影響。本研究主要采用透射電子顯微術(shù)，結(jié)合掃描電子顯微術(shù)、三維原子探針、硬度測試及X射線衍射等表征技術(shù)來研究材料微觀結(jié)構(gòu)。首先對兩個分別不含Cu及含0．1叭．％Cu的6005合金在時效硬化過程中的力學性能及微觀結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)的比較研究，發(fā)現(xiàn)了微量Cu元素添加對時效析出序列的顯著影響。在此基礎(chǔ)上，對一個6111A1．M
5、g．Si．Cu合金在凝固、固溶、時效早中晚期全過程中的顯微結(jié)構(gòu)及力學性能演變進行了詳盡的研究，并對Cu在整個材料制備過程中的作用機理做了系統(tǒng)地闡述。本工作得到的主要結(jié)論如下：(1)通過比較兩個6005合金，發(fā)現(xiàn)微量Cu元素的添加顯著地改變合金在150oC時效硬化過程中的析出序列。在含Cu合金中發(fā)現(xiàn)了一種沿{111)Al面生長的片狀G．P．區(qū)。由于Cu的添加，合金欠時效階段的析出速率明顯加快。而過時效階段由于含Cu的板條狀Q’及Q相的生成，吸收了Mg和Si溶質(zhì)元素，從而減少了脆性B和Si顆粒的生成，導(dǎo)致其硬度高于經(jīng)相同熱處理的無Cu合金。(2)在6111合金的凝固過程中
6、，除基體相0【．AI外，先后生成了1．14士o．06v01．％的具有樹枝晶結(jié)構(gòu)的含Cu的Q相顆粒和0．654-0．33v01．％的狹長葉片狀Si顆粒。研究發(fā)現(xiàn)均勻分布的Q相顆粒傾向于沿凝固方向生長，與基體之間存在一種新的不存在于時效結(jié)構(gòu)中的取向關(guān)系。而Si顆粒傾向于在晶界處富集，并通過在內(nèi)部形成孿晶的方式來降低其形核能。Q相顆粒在固溶過程中能迅速溶解，有利于在時效過程中形成均勻的晶內(nèi)結(jié)構(gòu)，而Si顆粒在晶界處的聚集則導(dǎo)致了過時效階段Si析出相在晶界處的重新出現(xiàn)以及無析出區(qū)萬方數(shù)據(jù)(Precipitate．freezones)的形成。此外，通過對凝固過程進行基于Schei
7、l模型的熱力學模擬，得到了與實驗測定值相吻合的各相體積分數(shù)，各相的凝固行為也得到合理的解釋。(3)6111合金在175oC的時效析出序列為：過飽和固溶體一原子團簇一G．P．區(qū)一p”+C—Q+Si。研究發(fā)現(xiàn)Cu存在于除Si相以外的整個析出序列中。本工作第一次發(fā)現(xiàn)了A1．Mg．Si．Cu合金欠時效階段的G．P．區(qū)具有體心四方晶格，晶胞參數(shù)為a=b=0．296nm，c=0．405n_rrl，與基體的晶格錯配度為3．09％。在峰時效階段及稍后階段，合金中主要存在D”析出相，并有少量C析出相。通過高角環(huán)形暗場．掃描透射顯微技術(shù)，觀察到Cu存在于D”和C的結(jié)構(gòu)當
