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Al-Mn-Mg铝合金热模拟及退火制度的研究

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本文采用热模拟试验,研究了Al-Mn-Mg合金的热变形行为;采用室温拉伸试验、硬度测试、金相分析、SEM、TEM和XRD等分析方法,研究了该合金管材在不同退火制度下组织与性能的变化,得出如下结果: ⑴Al-Mn-Mg合金在温度为350℃~500℃、应变速率为0.001s-1~1s-1下高温塑性变形时存在近似稳态变形特征。流变应力随着热变形温度的降低和应变速率的升高而增加,说明该合金在本实验条件范围内,具有正的应变速率敏感性。 ⑵采用双曲正弦关系可以描述所有应力下Al-Mn-Mg合金的流变应力、应变速率和变形温度之间的相互关系,求得的材料常数如下:Q=209.84KJ/mol,α=0.016MPa-1,n=6.976,A=5.53×1013s-1。关系式为:(?)=5.53×1013[sinh(0.016σ)]6.976exp(-209840/RT) ⑶采用一个描述Al-Mn-Mg合金高温热变形过程中流变应力与应变量、应变速率和变形温度之间的关系模型:σ=exp[A(ε)+B(ε)T],其中A和B与应变量呈三次样条函数关系。该模型可以计算任何应变速率和变形温度下的应力-应变曲线。 ⑷当变形温度在400℃以下时,合金中主要形成亚晶组织,其组织均为未再结晶组织,合金仅发生了动态回复。当变形温度≥450℃时,在1nZ≤30.3的热变形条件下,合金发生部分动态再结晶。动态再结晶的形核机制主要是亚晶合并形核。 ⑸Al-Mn-Mg合金管材在不同温度下退火时,随退火温度的升高,合金的抗拉强度和屈服强度降低,而延伸率增大,并在400℃~500℃退火时,合金的力学性能比较稳定。退火时间对合金管材的力学性能影响不大。 ⑹Al-Mn-Mg合金管材的开始再结晶温度为300℃,再结晶终了温度为400℃。合金最佳的退火工艺为400℃退火1h,此工艺下,合金的力学性能能满足应用要求,σb≥190MPa,δ5≥18%,且能获得细小的等轴晶组织。 ⑺Al-Mn-Mg合金管材在400℃~500℃区间内退火时,大量含Mn相质点析出,阻碍了位错和晶界的迁移,起弥散强化作用。

范曦

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铝锰镁合金 退火工艺 热压缩变形 晶界迁移

硕士

材料物理与化学

潘清林

2009

中南大学

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