变形铝硅合金的动态再结晶行为

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文变形铝硅合金的动态再结晶行为作者姓名：王春霞指导教师：赵骧教授东北大学材料各向异性与织构工程教育部重点实验室于福晓教授东北大学材料成型与控制工程研究所申请学位级别：博士学科类别：工学学科专业名称：材料学论文提交日期：2013年11月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：答辩委员会主席：赵刚教授评阅人：东北大学2014年6月万方数据ADissertationinMaterialsScienceDynamicRecrystallizationBehabiorofWroughtAI—·SialloysByWANGChunxiaSupervisor：P

2、rofessorZHAOXiangProfessorYUFuxiaoNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我厂同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢=也思。学位论文作者签名：王番殳日期：忉j￡}辱台『21)。13学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或

3、机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：工寿及签字日期：汐j’年∈q7口园导师签签字日期：万方数据东北大学博士学位论文摘要变形铝硅合金的动态再结晶行为摘要铝硅合金具有热膨胀系数低、耐磨性高、导热性好、密度小、铸造性能良好等诸多优点，被作为铸造合金广泛应用于发动机、车辆工业等领域。而将其作为变形铝硅合金的应用尚未见报道。为使变形铝硅合金用作结构材料，实现其产业化，本文以半连续(DC)铸造A1．15Si合金为研

4、究对象，DC铸造的A1．2Si合金作为参比合金，对合金铸锭进行预热处理后，分别对其进行热轧及热压缩变形，系统研究了合金在高温变形时的微观组织演变规律和铝基体的动态再结晶行为，为合金热加工过程中的微观组织控制提供理论依据。采用I)C铸造制备了微观组织显著细化的A1．15Si合金及A1．2Si合金铸锭。经加热温度为450～520℃、保温时间为1～3h热处理时，DC铸造A1．15Si合金及AI．2Si合金中的共晶硅相均发生了粒化，且在粒化硅颗粒间的铝基体上均形成了晶界；在A1．15Si合金的共晶区域铝基体上表现为等轴晶粒的形成，随着加热温度的升高、保温时间的延长，共晶区域硅颗粒的平均尺

5、寸增大，铝基体的晶粒尺寸也随之增大。对A1—15Si合金在变形温度为450～500V热轧过程中组织演变的研究表明，随压下率增大，硅颗粒在铝基体上的分布越来越均匀；同时，铝基体上动态再结晶区域的分数呈增大趋势，铝基体组织明显细化，热轧至压下率为70％时，细小的动态再结晶晶粒均匀地分布于铝基体上。变形温度的降低有助于铝基体动态再结晶的进行，减小动态再结晶晶粒尺寸。对A1—15Si合金和AI-2Si合金在变形温度为300～500℃、应变速率为0．001～5s"1热压缩过程中流变行为的研究表明，合金在热压缩变形时均存在稳态流变特征；合金的流变应力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增大而

6、增大；在相同的变形条件下，A1—15Si合金的流变应力高于A1．2Si合金，但随着变形温度的升高与应变速率的降低二者差值均逐渐减小。在实验条件范围内，合金的热压缩变形受热激活能控制，A1—15Si和A1-2Si合金的平均热变形激活能分别为180。96kJ／mol和152．62kJ／tool。对A1．15Si合金在变形温度为300～500。C、应变速率为0．001～5s。的变形条件热压缩时相同应变量下的组织研究表明，合金热压缩后的组织受变形温度和应变速率(Zener-Hollomon参数)的影响。随变形温度的升高或应变速率的降低，硅颗粒破碎比例降低。在21．18<1nZ<23．48

7、时，铝基体仅发生动态回复；在25．35<1nZ<28．09时，在晶．．III．．万方数据东北大学博士学位论文摘要界上的硅颗粒附近铝基体上形成动态再结晶晶粒；在29．7兰111z曼39．5时，合金在硅颗粒(包括晶界与晶内的硅颗粒)附近的铝基体上均形成了动态再结晶晶粒。在发生动态再结晶的变形条件下，随着变形温度的降低或应变速率的增大，铝基体动态再结晶区域的分数增大，而其动态再结晶晶粒尺寸减小。降低变形温度和提高应变速率，促进动态再结晶的发生。就不添加其它合金元素的AI一15Si合金和