Sc元素对6061铝合金微观组织及力学性能的影响

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1、分类号：TG146密级：UDC：620编号：201431804020河北工业大学硕士学位论文Sc元素对6061铝合金微观组织及力学性能的影响论文作者：靳子惠学生类别：全日制专业学位类别：工学领域名称：材料工程指导教师：丁俭职称：副教授资助基金项目：本研究获国家高技术研究发展计划（2013AA031002）支持DissertationSubmittedtoHebeiUniversityoftechnologyforTheMasterDegreeofMaterialsEngineeringEFFECTOFSC

2、ANDIUMONMICROSTRUCTUREANDMECHANICALPROPERTIESOF6061ALUMINUMALLOYByZihuiJinSupervisor:Prof.JianDingMarch2017ThisworksupportedbyNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgram(2013AA031002)原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不

3、包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部分内容的阅览服务；学校有权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；学校有权向国家有关部门或

4、者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要6061铝合金作为一种中等强度铝合金，具有良好的塑性、耐蚀性、成型性、可焊性、低成本等优点而被广泛应用于建筑装饰、交通运输和航空航天等领域。对于6×××系铝合金，热压+T6热处理是常用的加工方式，同时Sc作为目前对铝合金性能优化效果最好的微合金化元素，受到了广泛的关注。本实验将Sc元素添加到6061铝合金中，探究Sc对6061铝合金加工过程中的微观组织及力学性能的影响。本文采用铸造熔炼工艺，

5、在铸态6061铝合金基础上添加稀土元素Sc，研究了Sc元素对微观组织和力学性能的影响，并确定了Sc元素的最佳添加量。对试样进行了均匀化、热压、固溶和时效处理，并借助于X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)等手段，系统研究了Sc元素对6061铝合金在均匀化、热压和不同热处理条件下的微观组织及力学性能的影响。研究结果表明：铸态6061铝合金中加入0.2wt.%Sc后，合金具有良好的综合力学性能，其抗拉强度、屈服强度、延伸率比未添加Sc的铸态6061铝合金基体分别提高了11.34%

6、、21.5%和56.81%。均匀化后6061铝合金中Fe相主要发生相转变β-AlFeSi→α-AlFeSi，Sc元素的添加会使Fe相生成两种形貌的颗粒。在同等条件下热压，Sc元素的添加促使6061铝合金中析出了更多的Mg2Si相并抑制了再结晶过程的发生，同时添加Sc元素的6061铝合金热压后的抗拉强度、屈服强度分别比6061铝合金提高了2%、7.9%。经固溶、时效后的含Sc6061铝合金的时效硬度、抗拉强度和屈服强度均低于不含Sc6061铝合金，这是因为热处理过程中Si与Sc元素的反应，生成了V相(AlS

7、c2Si2)，使合金中Sc、Si数量减少，致使时效过程中强化相β"数量减少，从而导致合金的显微硬度低于6061铝合金。时效后的含Sc6061铝合金的塑性有所上升。关键字：Al-Mg-Si合金析出相人工时效AlFeSiIABSTRACT6061alloyhavebeenwidelyusedinautomobile,aerospace,architecturaldecorationandotherindustrialfieldsduetoitsmediumstrength,excellentperforman

8、ceofprocessingandcorrosionresistance.For6×××alloys,thermal-compressionandT6heattreatmentisafrenquentlyprocesswaytouse.AndtherareearthelementSchasbeenconsideredasthemostefficientmicro-alloyingelementinthealuminumallo