论文部分内容阅读
Al-Mg-Si系挤压铝合金密度低、耐腐蚀、焊合性好，具有良好的综合机械性能。本文在Al-Mg-Si系挤压铝合金基础上，用电阻法和硬度法测试固溶和时效过程中性能的变化，结合由DSC方法得到的时效过程的转变曲线，得到了较佳的时效热处理工艺。本文研究的主要结果如下：
通过研究固溶过程中合金的电阻率变化，结果表明，空位是通过空位-溶质原子联合体来影响合金的电阻率的，它引起的附加电阻率不仅与固溶温度有关，还与溶进基体的溶质原子数量有关，其关系式为ρ(TQ)=1.0801E-4*exp(-8811.5942/TQ)*(1+0.8113℃)(TQ为淬火温度，C为溶质元素的原子百分数)；同时，对低浓度固溶体电阻率偏离Matthissen定律的现象进行了研究，在考虑空位.溶质原子耦合作用的基础上，对Matthissen定律进行了补充和说明。
通过研究固溶温度和时效温度对合金电阻率的影响，结果表明，固溶温度越高，淬火后由于异类原子的溶入引起的溶剂点阵畸变越大，对电子的散射作用越大，合金时效过程中的峰值电阻率越高，而且，固溶温度高于饱和固溶温度时，时效过程中合金电阻率降低的速率随固溶温度的升高而加快，说明空位有加速时效的作用，在保证不过烧的前提下，适当提高固溶温度能够缩短合金到达峰值时效的时间。
通过研究合金的时效转变过程，在Johnson-Mehl-Avrami(JMA)方程的基础上得到了该合金的相变动力学方程，由方程中Avrami指数n得知合金的时效过程是由形核和长大机制控制的，这些对时效工艺的优化将有很好的指导作用；采用分别由Ozawa，Takhor,Kissinger和Starink提出的四种模型对时效析出过程的激活能进行了研究，与文献中平衡态Al-Mg-Si合金的对比结果表明，含有过量Si的Al-Mg-Si合金，G.P.区的形成和β"相的析出速度更快，但β"相的稳定性大大降低，极易向β相转变；采用DSC测试方法得到了合金在各升温及保温过程中的热流变化曲线，进而得到该合金时效过程的转变曲线，并结合目前公认的时效析出序列对各个相变区域进行了预测，这将对合金时效工艺的制定以及强化机制的研究有好的指示作用。通过研究合金的时效制度，结果表明，单级时效中较好的时效工艺为“170℃×6h”，峰值硬度为112HB，强化相为β’相；长时间的室温预时效后，继续进行人工时效时，对合金的力学性能提高不大；由相变动力学方程对该合金的时效新工艺进行了预测，用电阻法和硬度法进行了有效的验证，预测结果与实际情况有着很好的符合，该合金的时效新工艺为“200℃×1h+170℃×3h”，峰值硬度为113.5HB，β”相和β’相都为有效的强化相，由Kissinger模型得到β’相的激活能较小和β相的激活能很大，因此，该工艺的时效硬化稳定性很好。