微量Mn及均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响.pdf

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1、第４２卷第５期Ｖｏｌ畅４２Ｎｏ畅５２０１７年５月ＨＥＡＴＴＲＥＡＴＭＥＮＴＯＦＭＥＴＡＬＳＭａｙ２０１７微量Mn及均匀化工艺对Al-Mg-Si合金铸锭微观组织的影响１，２曾渝（１．宝山钢铁股份有限公司研究院，上海２０１９００；２．汽车用钢开发与应用技术国家重点试验室（宝钢），上海２０１９００）摘要：采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜和定量图象分析仪研究了微量Ｍｎ和均匀化工艺对Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ合金铸锭微观组织的影响。结果表明：Ａｌ-０．６０Ｍｇ-０．６５Ｓｉ合金铸锭组织主要由树枝状的α-Ａｌ固溶体、块状Ｍｇ２Ｓｉ、过剩Ｓｉ和针片状的β-Ａｌ

2、ＦｅＳｉ相组成。均匀化处理后铸锭组织中枝晶偏析基本消除，块状Ｍｇ２Ｓｉ相和低熔点共晶组织溶解，粗大的长针状β-ＡｌＦｅＳｉ相转变成细小的α-ＡｌＦｅＳｉ粒状相。这种β→α相变与化学成分、均匀化温度和时间密切相关，添加０．３０％Ｍｎ能显著促进此相变，Ａｌ-０．６３Ｍｇ-０．６６Ｓｉ-０．３０Ｍｎ合金合适的均匀化处理工艺为５８０℃×４ｈ。关键词：微量Ｍｎ；均匀化工艺；Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ合金；微观组织中图分类号：TG146．2文献标志码：A文章编号：0254-6051（2017）05-0018-04Effectsoftracemanganesea

3、ndhomogenizationprocessonmicrostructureofAl-Mg-Sialloyingots１，２ＺｅｎｇＹｕ（１．ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢａｏＳｔｅｅｌ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９００，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｔｅｅｌｓ（ＢａｏＳｔｅｅｌ），Ｓｈａｎｇｈａｉ２０１９００，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＥｆｆｅｃｔｓｏｆｔｒａｃｅａｄｄｉｔｉｏｎｏｆＭｎａｎｄｈｏｍｏｇｅ

4、ｎｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｎｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＡｌ-Ｍｇ-ＳｉａｌｌｏｙｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＯＭ，ＳＥＭａｎｄＴＥＭｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎａｎｄｉｍａｇｅ-ａｎａｌｙｓｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅＡｌ-０．６０Ｍｇ-０．６５Ｓｉａｌｌｏｙｉｎｇｏｔｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆα-Ａｌ，Ｍｇ２Ｓｉ，ｅｘｃｅｓｓｉｖｅＳｉａｎｄβ-ＡｌＦｅＳｉｐｈａｓｅｓ．Ａｆｔｅｒｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｄｅｎｄｒｉｔｉｃｓｅ

5、ｇｒｅｇａｔｉｏｎｉｓａｌｍｏｓｔｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ．Ｍｇ２Ｓｉａｎｄｅｕｔｅｃｔｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｉｓｓｏｌｖｅ．Ｔｈｅｐｌａｔｅｌｉｋｅβ-ＡｌＦｅＳｉｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍｓｔｏｓｐｈｅｒｉｃａｌα-Ａｌ（ＦｅＭｎ）Ｓｉｐｈａｓｅ．Ｔｈｉｓｐｈａｓｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ，ｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｉｍｅ．Ａｄｄｉｔｉｏｎｏｆ０．３０％Ｍｎｃａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｐｒｏｍｏｔｅｔｈｅｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ

6、．Ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｓ５８０℃×４ｈ．Keywords：ｔｒａｃｅｍａｎｇａｎｅｓｅ；ｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ；Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉａｌｌｏｙ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ大量采用铝合金材料是车辆轻量化的有效途１试验材料及方法［１］径，而车体材料的轻量化是铁道车辆轻量化的关Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ试验合金铸锭直径为矱１００ｍｍ，采用直接键，寻找一种中强高韧、密度小、工艺性能好的大型薄水冷半连续铸造而成，其化学成分如表１所示。均匀化壁型材是重中之重。Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ合金以其优异的热挤压处理温度为５７０、５

7、８０和５９０℃，时间为２、４和６ｈ。性能和良好的使用性能成为德国、日本等发达国家车［１-６］表1试验合金的化学成分（质量分数，％）体用材的首选。研究表明，采用Ｍｎ、Ｃｒ、Ｚｒ等过渡Table1Chemicalcompositionofthetested族元素进行微合金化有利于改善Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ系合金的alloys（massfraction，％）综合性能；均匀化处理直接影响合金制品的表面质量、合金ＳｉＭｇＭｎＦｅＡｌ挤压性能和使用性能。为此，本文研究了微量Ｍｎ及１０．６６０．６３０．３００．１７Ｂａｌ．均匀化工艺对Ａｌ-Ｍｇ-Ｓｉ合金铸锭

8、微观组织的影响，确２０．６５０．６０＜０．０１０．１５Ｂａｌ．定了适宜的均匀化处理制度，并重点探讨了均匀化过程中ＡｌＦｅＳｉ相的转变情况以及微量Ｍｎ对这种相变的采用ＰＯＬＹＶＡＲ-ＭＥＴ金相显