【摘 要】
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Al-Mg系合金具有较高的强度,较好的导电导热和焊接性能、良好的耐腐蚀性,可以被加工成各种类型的型材,被广泛应用于各个领域。然而随着镁含量的增加,Al-Mg系合金强度逐渐提高,耐腐蚀性恶化,并且高Mg铝合金会给熔炼铸造以及后续进行的机械和焊接等加工过程带来困难,因此开发一种高效、高性能、节能的加工方式,对Al-Mg合金工业化生产具有重要意义。连续流变挤压是集铸造与成形于一起,具有短流程、高效率、低
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Al-Mg系合金具有较高的强度,较好的导电导热和焊接性能、良好的耐腐蚀性,可以被加工成各种类型的型材,被广泛应用于各个领域。然而随着镁含量的增加,Al-Mg系合金强度逐渐提高,耐腐蚀性恶化,并且高Mg铝合金会给熔炼铸造以及后续进行的机械和焊接等加工过程带来困难,因此开发一种高效、高性能、节能的加工方式,对Al-Mg合金工业化生产具有重要意义。连续流变挤压是集铸造与成形于一起,具有短流程、高效率、低能耗的一种成形方式。合金化是提高铝合金性能的重要途径,而Sn在铝中具有较独特的合金化作用,其在铝中固溶度小,与空位结合能力较强,是铝合金中最具潜力的合金化元素之一,可以有效改善合金的组织和性能,但是其作用机制尚不明确。充分理解并认识Sn元素在铝合金中的作用机理,对于新型铝合金的开发及应用具有重要的指导意义。因此本文通过连续流变挤压制备Al-xMg(x=3、4、5、6 wt.%)与Al-5Mg-xSn(x=0.2、0.4、0.6 wt.%)合金杆,研究了流变挤压态Al-5Mg合金与传统铸态Al-5Mg合金的组织性能的变化规律,不同Mg含量下Al-Mg合金杆组织与性能的变化规律以及研究不同Sn含量的Al-5Mg合金杆组织与性能的变化规律,最后对Al-5Mg-1Sn合金杆进行热处理,得出以下结论:(1)采用连续流变挤压技术制备了组织和力学性能良好的Al-xMg(x=3、4、5、6 wt.%)合金杆。杆坯组织为细小的等轴晶,合金杆坯的平均晶粒尺寸在15-27 μm之间,随着Mg含量的增加,平均晶粒尺寸逐渐减小;抗拉强度随着Mg含量的升高逐渐升高,而伸长率随着Mg含量的升高逐渐降低。(2)连续流变挤压技术制备的Al-5Mg合金杆与铸态Al-5Mg合金相比较表明:连续流变挤压制备的合金杆坯在力学性能上比传统铸造优势明显,避免了铸造中出现的粗大枝晶组织;制备的Al-5Mg合金杆坯的抗拉强度和伸长率分别为275 MPa和19%,相对于铸态Al-5Mg合金199 MPa和1 1%分别提高了 38%和73%。(3)制备了 Al-5Mg-Sn合金,随着Sn元素含量的增加,该合金的杆的延伸率大幅度提高,加入Sn元素之后,生成了大量的软化相Mg2Sn,当加入1Sn其塑性比不加锡的Al-5Mg合金杆提高了 43%,抗拉强度降低8%,综合考虑,选取成分为Al-5Mg-1Sn(wt.%)。(4)研究连续流变挤压Al-5Mg-1Sn合金杆的热处理工艺。结果表明:通过在300℃下保温3h、空冷的条件下热处理,合金杆的抗拉强度提高8%,延伸率略有下降,产生上述现象的原因是热处理析出了第二相Al3Mg2。
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