a组织与力学性能测试方法及分析初稿

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1、中南大学结业论文第一章文献综述6005A铝合金是欧洲开发的Al-Mg-Si系变形铝合金。这种合金不仅具有中等强度、良好的机械性能、抗腐蚀性能和较好的焊接性能，而且具有优异的热挤压性能，它可以挤压成各种形状复杂的大型薄壁空心、实心型材。在国外，6005A铝合金通常应用于交通运输领域。利用先进的挤压技术，可以将6005A铝合金铸锭挤压成大型薄壁宽幅型材，这种新型材用于制造高速地铁、高速客车的车体，大大减轻了车辆的重量，提高了车辆的运行速度，获得了综合的经济效益和社会效益。目前，6005A合金在我国应用较少，随着我国高速、轻型铝

2、合金列车和地铁列车以及轻型客货汽车的研究开发，为其配套生产大型车辆型材的西南铝加工80ＭＮ挤压生产线的改造、辽源铝材厂75MN挤压生产线和山东丛林集团100MN挤压生产线的建设完工，作为车辆壁板用材的6005A铝合金在我国将会得到越来越广泛的应用。1.16005A铝合金的性质1.1.1变形铝合金变形铝合金通常是指可以经过不同的变形方式生产出半成品的铝合金。根据合金的热处理特性，变形铝合金可分为可热处理强化变形铝合金和不可热处理强化变形铝合金。可热处理强化变形铝合金又包括Al-Cu-Mg、Al-Zn-Mg、Al–Mg-Si以

3、及Al-Li系合金。其中，Al–Mg-Si系合金具有强度、韧性、耐蚀性、可焊性和挤压工艺性能的良好组合，该系合金在T6状态下（峰值时效）的抗拉强度处于200-600兆帕之间很宽的范围之内。与Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Mg系合金相比较而言，其强度较低，但是有很好的挤压性能，可以降低成本。而且，Al-Cu-Mg系和Al-Zn-Mg系合金应用于运输领域，特别是建筑、结构工程领域，各有其缺陷。因此，当前竞争十分激烈的情况下，经济、实用的Al–Mg-Si系合金广泛应用于建筑、交通运输和结构材料领域。55中南大学结业论文1.1.

4、2Al–Mg-Si1.Al-Mg-Si三元系平衡状态图Al-Mg-Si三元系富铝角状态图见图1-1，该系存在一个Al-Mg-Si伪二元截面，它把Al-Mg-Si三元系的富铝角分成两个独立的三元系：Al-Mg2Si–Si和Al-Mg2Si–Mg2Al3，其三元共晶温度分别为559℃和448℃。在每一个三元系中，铝都形成固溶体（一边是Si和Mg2Si另一边是Mg2Si和Mg）。Mg2Si在基体α（Al）中的最大固溶度为1.85%（1.14%Mg、0.66%Si），其固溶度随温度的降低而急剧下降。这种溶解度的变化使合金在人工时效

5、后有时效硬化能力。在时效处理过程中，主要强化相Mg2Si的沉淀顺序为：针状GP区（沿＜100＞）→有序的针状GP区→针状亚稳相β＇→稳定的β（Mg2Si）。2.Al-Mg-Si系铝合金中主要的组织与组成相Al-Mg-Si系铝合金中主要的组织组成物是Mg2Si。如果合金中含有相当量的铜与硅，则除了Mg2Si外，还可能形成Cu2Mg8Si6Al5，即至少有一部分Mg2Si被Cu2Mg8Si6Al5取代，后者也有一定的时效硬化能力，同时使合金具有自然时效能力。在无Mn、Cr的合金中，Fe以FeAl3、FeAl6、FeMg3Si6

6、Al18等形式存在；在含有Mn、Cr的合金中，Fe与它们形成复杂的化合物，Zn溶于固溶体中；Pb、Ti及Sr的量很小，一般不至于形成可见的化合物。3.合金元素对合金性能的影响55中南大学结业论文Al-Mg-Si系合金中所含合金元素主要有Si、Mg、Mn、Cr、Cu和少量杂质元素Fe，各元素在合金中的作用如下：Mg和Si：Mg和Si是6000系合金中的主要合金元素，Mg和Si在合金中形成强化相Mg2Si，对合金起主要的强化作用。当合金中Mg与Si之比不满足Mg2Si的比值要求1.73时，合金中就会有Mg或Si过剩。Mg含量过

7、剩，不仅会降低Mg2Si在α固溶体中的溶解度，使合金的时效强化效果减弱，而且严重影响合金的成型性能；另一方面，Si过剩可使合金强度增加，但降低了合金塑性和耐腐蚀性能，可能会引起晶间腐蚀。Cr和Ti：合金中加入0.10%-0.30%的Cr可抑制Mg2Si相在晶界的析出，延缓自然时效过程，提高人工时效后的强度。微量的Cr还可提高再结晶温度，抑制再结晶，增加合金人工时效后的的耐蚀性。但Cr对淬火敏感性影响很大，还会影响制品的表面质量。在加Cr的同时加入少于0.1%的Ti，可以减少铸锭的柱状晶组织，改善合金的锻造性能，并细化制品的

8、晶粒。Mn：合金中加Mn可以提高再结晶温度，并能显著细化再结晶晶粒。还可以加速板条状的βAlFeSi相向近圆形的αAlFeSi相的转化，促进Mg2Si粒子的均匀分布和挤压变形的均匀性，从而提高合金的强度、韧性、耐蚀性。但合金中的Mn会提高淬火敏感性，而且过量的Mn会形成粗大硬脆的MnAl6相，损害合金的