论文部分内容阅读
本文为了研究热挤压成形/半固态成形Al-Fe合金热处理强化机理,制备了多种成分的过共晶Al-5.5Fe基合金,采用SEM、TEM、力学性能测试等检测手段分析了合金元素、成型工艺及热处理工艺对合金组织和性能的影响,以期获得各种成形工艺下Al-Fe合金的最佳热处理工艺方案及热处理强化机理。研究结果表明:合金元素能有效地细化过共晶Al-5.5Fe基合金组织中粗大的针片状Al3Fe相,并形成强化相,从而显著提高合金的性能,铸态抗拉强度达到173.39MPa,经T6热处理后合金性能大幅度提高,达到218.7MPa。过共晶Al-5.5Fe基合金经热挤压成型后,合金的组织细化,粗大的针片状Al3Fe相变为细小的粒状,合金性能得到大幅度提高,尤其是塑性,Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金热挤压成型后抗拉强度达到275.31MPa,塑性达到8.17%。但是,T6热处理后,合金的力学性能不但没有提高,反而降低为165.65MPa,伸长率基本未变。SEM实验发现,热挤压Al-5.5Fe基T6热处理后Al3Fe相周围出现了Cu元素的富集,且随着固溶温度的升高,富集现象越明显。改变Al-5.5Fe基合金的合金元素含量和挤压成型工艺参数,实验结果发现,Al3Fe相周围Cu元素的富集现象与挤压工艺参数及其他合金元素含量无关,而仅与合金中Cu的含量密切相关。但是热挤压Al-5.5Fe基经T1热处理后,合金力学性能得到有效提高,达到346.8MPa,热挤压Al-5.5Fe基T1热处理后Al3Fe相周围没有出现Cu元素的富集现象。对半固态成形过共晶Al-5.5Fe基热处理工艺研究发现,其热处理强化规律与热挤压Al-5.5Fe基合金相同。半固态成形的Al-5.5Fe-4Cu-2Zn-0.4Mg-0.5Mn合金和Al-5.5Fe-4Cu合金经过T6热处理后,合金力学性能大幅度降低,Al3Fe相周围均出现大量Cu元素富集。而经T1热处理后,合金力学性能得到有效提高。由以上研究结果可见,对于在压力下成型的过共晶Al-5.5Fe基合金均不适宜采用传统的T6热处理工艺,而T1热处理能有效提高合金的性能。