6082和6061铝合金淬火敏感性及微观组织研究

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6082和6061铝合金具有中等偏上强度以及优良的抗腐蚀、焊接性能和成形性等被广泛应用于建筑、交通运输和船舶等领域。然而,6082和6061铝合金高的淬火敏感性制约了其在复杂截面型材上的应用。本文通过末端淬火和中断淬火获得了6082和6061铝合金在连续和中断冷却条件下的淬火特性;结合TEM,研究了合金的组织变化规律,揭示了合金性能与冷却速率之间的关系,为在线淬火工艺提供指导。在末端淬火试验条件下,6082铝合金的淬透深度在15-20mm,6061铝合金淬透深度在20-25mm;Jmatpro软件模拟TTT曲线与已获得的TTP曲线吻合良好,6082和6061铝合金p相的鼻尖温度分别是450℃和440℃,β"和p’相的鼻尖温度分别是340℃和350℃。为保证合金时效后获得较高的力学性能和较低的残余应力,6082和6061铝合金在淬火敏感区间的冷却速率应分别控制在15和10℃/s,高低温区间可以适当降低。末端淬火过程中,当淬火敏感区间的平均冷却速率达20℃/s时,合金时效后形成细小、分布弥散的β"强化相,无沉淀析出带窄小;而淬火冷却速率只有3℃/s时,淬火过程中提前析出少量的p平衡相,时效β:强化相数量减少,无沉淀析出带明显宽化,约400nm,导致合金硬度降低,表现出一定的淬火敏感性。合金在中断淬火的高温保温过程中,几乎没有p平衡相的析出,淬火后保留了高饱和的固溶体,时效后获得了较高的硬度;在中温保温过程中,p平衡相能快速形成并长大,消耗了溶质原子,导致时效后合金性能大幅度下降;低温保温过程中,淬火析出相形成缓慢,但随时间增加,淬火析出数量增多并长大,对时效影响作用也越大。同时,不论是在慢冷还是保温过程中,淬火析出的p平衡相大多是以富铁相颗粒作为不均匀形核的核心,这是造成合金淬火敏感性高的原因之一。
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