热处理对al-12.7si-0.7mg合金韧性和裂纹扩展的影响

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1、万方数据分类号UDC密级学位论文热处理对A1．12．7Si．0．7Mg合金韧性和裂纹扩展的影响作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：石翔宇赵刚教授东北大学材料各向异性与织构教育部重点实验室硕士学科类别：工学材料学2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：王磊教授田妮副教授杨金侠副研究员东北大学2014年6月万方数据AThesisinMaterialsScienceEffectofHeatTreatmentonToughn

2、essandCrackGrowthofAl·12．7Si一0．7MgAlloyByShiXiangyuSupervisor：ProfessorZhaoGangNortheasternUniversityJune2014万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。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢二此思0学位

3、论文作者签名：移纫岁日期：勿心7．2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。半年口一年口一年半口两年√学位敝储虢移绷亨导师躲么刊签字日期：劢／≯7．2，签字日期蝴f丫耳17曰硼万方数据东北大学硕士学位论文摘要热处理对Al一12．7Si一0．7Mg合金韧性和裂纹扩展的影响摘要铸造性能良好的共

4、晶A1．Si合金是用量最多的铸造铝合金，共晶Si的形貌是影响A1．Si合金力学性能的主要因素，虽然通过半连续铸造配合适当的热处理及塑性加工可以使A1．Si合金获得极细的共晶组织，从而具有优秀的变形能力而成为变形铝合金，但是对于这种含有较多Si颗粒的新型变形铝合金的韧性以及裂纹扩展的研究较少。本文主要采用平面金相、激光共聚焦、深腐刻扫描电镜等组织分析手段以及紧凑型拉伸断裂韧性K。。与加载撕裂裂纹等测试方法，研究热处理制度对半连续铸造和坩埚缓冷铸造生产的A1．12．7Si．0．7Mg合金中Si形貌的

5、影响，分析了基体状态与Si颗粒的配合对半连续铸造生产的A1．12．7Si．0．7Mg合金的韧性和裂纹扩展的影响，揭示不同热处理状态下A1．12．7Si．0．7Mg合金半连续铸锭韧性特点及裂纹扩展机理，结果如下：(1)半连续铸造生产的A1．12．7Si．0．7Mg合金，共晶Si弥散分布于基体中，在金相显微镜下呈点状或细长条状，空间形貌为珊瑚状。(2)A1．12．7Si．0．7Mg合金半连续铸锭在485。C盐浴加热保温初期，Si的三维形貌的演变主要是珊瑚状共晶Si的粗化，随着保温时间的延长，共晶Si

6、在继续粗化、球化的同时，部分长杆状共晶Si相逐渐演变成糖葫芦状，然后继续分裂成颗粒并球化和粗化。(3)A1．12．7Si．0．7Mg半连续铸锭在485。CJJl热保温过程中，共晶Si颗粒直径的粗化与保温时间符合2．29～2．67次幂的关系，即to<：r2。29~267。(4)坩埚缓冷铸造的A1．12．7Si．0．7Mg合金中共晶Si的金相组织形貌为大块状和长片状，经475℃或515"C力111热保温24h后，其形貌没有明显变化；该铸锭经480℃或530℃热轧变形40％后，其长片状共晶Si碎化、大

7、块状共晶Si无明显变化，继续在530℃加热保温4h处理后，Si相尺寸变化不大，但棱角发生圆化。(5)半连续铸造生产的共晶A1．12．7Si．0．7Mg合金轧制的30mm厚板材，固溶处理后在170。C时效，随着时效时间的延长其韧性值K逐渐降低，欠时效、峰时效、过时效状态的K值分别为23．0MPa．m1陀、16．7MPa．m1陀、15．4MPa·m№。(6)半连续铸造生产的共晶AI一12．7Si．0．7Mg合金CLN的30mm厚板材，强化热处理后撕裂断口为韧性断裂断口，其断口上韧窝的密度与该合金中粗

8、大Si颗粒的密度相TT万方数据东北大学硕士学位论文摘要当，而且韧窝中残留的相主要是Si颗粒，证明撕裂裂纹的韧窝主要是由Si颗粒所致。(7)半连续铸造生产的共晶A1．12．7Si．0．7Mg合金厚板，退火状态基体较软，Si颗粒不容易碎化，则裂纹容易绕过Si颗粒；峰时效状态基体较硬，Si颗粒容易碎化，则裂纹容易穿过Si颗粒，其断裂包含穿晶断裂和沿晶断裂两种机制；欠时效和过时效状态裂纹是以穿过和绕过Si颗粒方式混合机制进行扩展。关键词：AI．Si合金；共晶组织；韧性；裂纹扩展III万方数据东北大学硕士