強塑性變形條件下高Mg2Si含量Al-Mg-Si合金的組織與性能.pdf

1、Al-Mg-Si合金是目前應用廣泛的一種鋁合金，其主要增強相是第二相Mg2Si，Mg2Si相作為一種優(yōu)良的增強相，可以顯著提高合金的強度，但是傳統(tǒng)的Al-Mg-Si合金(Si為0.3-1.3[％]wt.，Mg為0.35-1.4[％]wt.)中Mg、Si含量都較少，增強相Mg2Si的含量也較少，之所以沒有通過增加增強相Mg2Si的方式來進一步提高合金的強度，是因為Mg2Si相是以粗大的漢字狀或骨骼狀分布在基體晶界處，對合金又嚴重的割裂作用

2、。
　　 等通道轉(zhuǎn)角擠壓技術(ECAP)是一種細化晶粒的有效途徑，它是通過往復擠壓積累大塑性變形細化材料晶粒，來制備超細晶材料的。本文通過提高Al-Mg-Si合金中增強相Mg2Si的含量，借助等通道轉(zhuǎn)角擠壓技術對基體和Mg2Si相的細化和碎化作用，來制備綜合性能優(yōu)異的高Mg2Si含量的Al-Mg-Si合金，同時又探索了Sb變質(zhì)及等通道轉(zhuǎn)角擠壓兩種工藝結合制備高強度Al-Mg-Si合金的途徑；研究了時效處理對合金力學性能的影響。<

3、br>　　 試驗煉制了Al-5Mg-2Si、Al-10Mg-Si、Al-10Mg-4Si-0.8Sb三種成分的Al-Mg-Si合金，在250℃下以Bc路徑進行多道次的等通道轉(zhuǎn)角擠壓，以求達到改善合金組織，提高合金力學性能的目的。利用X射線衍射儀(XRD)對三種成分的合金進行物相分析，利用掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對合金鑄態(tài)及擠壓態(tài)合金進行微觀組織觀察；對合金的力學性能進行了室溫拉伸試驗和硬度測量。
　　

4、 物相分析表明，Al-Mg-Si合金中主要由a-Al和增強相Mg2Si組成；掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡對擠壓前后合金的微觀組織觀察表明：合金鑄態(tài)組織基體晶粒比較粗大，第二相Mg2Si以粗大的骨骼狀或漢字狀分布在基體晶界處；變質(zhì)處理的鑄態(tài)合金，基體晶粒有了一定細化，增強相Mg2Si的尺寸也有一定的減小，但是細化效果不顯著；等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，基體晶粒得到明顯細化，增強相Mg2Si也得到了顯著碎化，并在基體中呈一定的彌散分布；等通道轉(zhuǎn)角擠

5、壓對Mg2Si含量較多的Al-10Mg-4Si的細化效果要優(yōu)于Mg2Si含量較少的Al-5Mg-2Si合金，這是由于較多的第二相Mg2Si對基體細化有更大的促進作用。
　　 力學性能測試表明：合金鑄態(tài)組織的抗拉強度和伸長率都很低，硬度也較低，這是第二相Mg2Si在基體中的形貌和分布所決定的，變質(zhì)處理的Al-10Mg-4Si-0.8Sb合金鑄態(tài)時力學性能優(yōu)于未變質(zhì)的兩種Al-Mg-Si合金，這是由于Sb變質(zhì)對合金鑄態(tài)組織的改善的原

6、因；等通道轉(zhuǎn)角擠壓后，三種成分的Al-Mg-Si合金的抗拉強度、伸長率、硬度都有了顯著的提升。同成分的合金，4道次擠壓后合金的抗拉強度要高于8道次擠壓，但伸長率略有下降，這可能是由于織構的原因造成的；同等道次擠壓后，Al-10Mg-4Si合金的抗拉強度明顯高于Al-5Mg-2Si合金，說明合金中碎化的增強相Mg2Si含量越多，對合金強度的增強作用越大；同等道次擠壓，經(jīng)變質(zhì)處理后的Al-10Mg-4Si-0.8Sb合金的抗拉強度較未變質(zhì)的