新型高強(qiáng)高導(dǎo)Al-Mg-Si-Cu合金性能及其微觀結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的有色金屬結(jié)構(gòu)材料，其比強(qiáng)度高，成型性優(yōu)良，也具有良好的耐腐蝕性能，因此在汽車、航空和高鐵等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。眾所周知，純鋁是一種優(yōu)良的導(dǎo)體，鋁的導(dǎo)電性能在常用金屬材料中排名第四，但由于純鋁機(jī)械強(qiáng)度偏低，使其在電力工程等方面的應(yīng)用受到限制。當(dāng)合金化后，材料強(qiáng)度獲得一定提升，然而合金化卻會使鋁的導(dǎo)電性能下降。雖然鋁合金作為導(dǎo)電材料已經(jīng)有所應(yīng)用，但為了使鋁合金作為導(dǎo)電材料或者導(dǎo)熱材料在實際工業(yè)中得到更為廣泛的應(yīng)用，

2、制造高強(qiáng)高導(dǎo)鋁合金成為電力工業(yè)以及科學(xué)界較為關(guān)心的問題。在純鋁中添加少量鎂、硅和銅所形成的6xxx系(Al-Mg-Si-Cu)鋁合金是人類現(xiàn)代生活中應(yīng)用最廣泛的鋁合金。由于鎂、硅和銅三種元素添加對鋁導(dǎo)電性能的影響較小，并且6xxx系鋁合金中合金含量較低，這些綜合因素使6xxx系(Al-Mg-Si-Cu)鋁合金成為合適的輕量化導(dǎo)電導(dǎo)熱材料，尤其是對強(qiáng)度和導(dǎo)電性能提出更高要求時。
　　本課題以形變時效工藝為主線，通過調(diào)控形變前合金元素

3、聚集狀態(tài)以及后續(xù)時效工藝，制備新型高強(qiáng)高導(dǎo) Al-Mg-Si-Cu合金。實驗選取了2種 Al-Mg-Si-Cu合金(合金元素總含量相似，Mg/Si比分別是1和2)，兩種合金都分別采用傳統(tǒng)T6時效工藝和形變時效工藝處理，然后在不同溫度(150oC、180oC、210oC和240oC)下進(jìn)行時效處理。本文主要借助硬度測試、導(dǎo)電率測試和拉伸測試以及透射電子顯微鏡(TEM)研究不同工藝制備的Al-Mg-Si-Cu合金的性能和微觀結(jié)構(gòu)，試圖揭示形

4、變時效工藝對Al-Mg-Si-Cu合金綜合性能(強(qiáng)度和導(dǎo)電率的結(jié)合)改善的機(jī)理以及形變量和預(yù)處理對Al-Mg-Si-Cu合金綜合性能的影響，建立宏觀性能與微觀結(jié)構(gòu)特征的關(guān)系。本文得到的主要結(jié)論如下：
　　(1)通過改變傳統(tǒng)時效工藝加工順序，對Al-Mg-Si-Cu合金進(jìn)行形變時效工藝處理，合金綜合性能都獲得較大提升。其原因是形變時效工藝通過在后續(xù)退火前的形變引入大量位錯，位錯在后續(xù)退火后彌補(bǔ)由于析出相過于粗化而下降的強(qiáng)度，使得強(qiáng)度

5、得以保持。位錯本身對材料的導(dǎo)電率幾乎沒有影響，卻可以使析出相顯著粗化，從而合金導(dǎo)電率大幅度提升；
　　(2)選擇合適的后續(xù)時效溫度可以優(yōu)化合金的綜合性能，利用人工時效溫度可以調(diào)控析出相粗化速率以及位錯退化速率，使兩者恰當(dāng)結(jié)合可以使綜合性能最優(yōu)；
　　(3)在形變時效工藝中，由于自然時效和人工時效預(yù)處理在基體內(nèi)預(yù)制的溶質(zhì)團(tuán)聚物不同，使得形變過程中引入的位錯含量以及位錯存在的形式有所不同，因而帶來的強(qiáng)化效果不同。后續(xù)時效時，在強(qiáng)