半固态alsi7mgbe合金挤压成形件的热处理研究.doc

材料加工工程专业优秀论文半固态AlSi7MgBe合金挤压成形件的热处理研究
关键词:力学性能合金成形热处理神经网络模型
摘要:半固态金属成形技术与传统的固态成形和液态成形相比具有显著的优点,因此,被称为21世纪新一代的金属成形制造技术。AISi7MgBe合金具有优良的铸造性能,较高的比强度与韧性,以及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性能,但是该合金铸造件的性能不够理想,尤其是塑性极低,几乎接近脆性材料。利用液相线半连续铸造获得AlSi7MgBe合金的半固态坯料,坯料经过挤压变形后,由于塑性流动,使得缩孔和疏松缺陷得到减少和消除,而且挤压变形使得α基体和Si相发生变形,从而改善了合金的力学性能。采用正交实验,初步获得其最佳热处理制度:545℃固溶处理4h,175℃耐效处理11h,其力学性能:σ<,b>=318MPa,δ<,5>=%;与T5热处理状态相比,%,%,但仍远远高于合金常规铸造3%的延伸率。建立半固态A1Si7MgBe合金挤压件的热处理参数与性能的神经网络模型,预测一定热处理工艺条件下A1Si7MgBe半固态挤压成形件力学性能。神经网络和遗传算法相结合,进一步优化热处理工艺参数,得到了最优组合的热处理工艺参数:固溶温度549℃、固溶时间4h、时效温度178℃和时效时间10h,在此工艺条件下,得到了较优的热处理性能:σ<,b>=325MPa,δ<,5>=%。热处理过程中,Si相的形态发生了显著改变,通过SEM和定量晶相分析,Si相形态的变化可以概括为尖端钝化,熔断和粒化阶段;545℃固溶4h,%,过剩Si数量增加,能促进β”和β'形核;随着固溶时间的延长,Mg在基体中的含量增加,分布趋于均匀;合金在拉伸过程中,裂纹萌生于Si颗粒本身的断裂。 DSC曲线所对应的TEM组织分析表明,半固态AlSi7MgBe合金的脱溶过程与常规成形相同。固溶时效处理后合金组织中存在的均匀弥散分布、大小适当的沉淀相是半固态铝合金挤压件具有良好强塑性综合指标的根本原因。
正文内容
半固态金属成形技术与传统的固态成形和液态成形相比具有显著的优点,因此,被称为21世纪新一代的金属成形制造技术。AISi7MgBe合金具有优良的铸造性能,较高的比强度与韧性,以及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性能,但是该合金铸造件的性能不够理想,尤其是塑性极低,几乎接近脆性材料。利用液相线半连续铸造获得AlSi7MgBe合金的半固态坯料,坯料经过挤压变形后,由于塑性流动,使得缩孔和疏松缺陷得到减少和消除,而且挤压变形使得α基体和Si相发生变形,从而改善了合金的力学性能。采用正交实验,初步获得其最佳热处理制度:545℃固溶处理4h,175℃耐效处理11h,其力学性能:σ<,b>=318MPa,δ<,5>=%;与T5热处理状态相比,%,%,但仍远远高于合金常规铸造3%的延伸率。建立半固态A1Si7MgBe合金挤压件的热处理参数与性能的神经网络模型,预测一定热处理工艺条件下A1Si7MgBe半固态挤压成形件力学性能。神经网络和遗传算法相结合,进一步优化热处理工艺参数,得到了最优组合的热处理工艺参数:固溶温度549℃、固溶时间4h、时效温度178℃和时效时间10h,在此工艺条件下,得到了较优的热处理性能:σ<,b>=325MPa,δ<,5>=%。热处理过程中,Si相的形态发生了显著改变,通过SEM和定量晶相分析,Si相形态的变化可以概括为尖端钝化,熔断和粒化阶段;545℃固溶4h,%,过剩Si数量增加,能促进β”和β'形核;随着固溶时间的延长,Mg在基体中的含量增加,分布趋于均匀;合金在拉伸过程中,裂纹萌生于Si颗粒本身的断裂。 DSC曲线所对应的TEM组织分析表明,半固态AlSi7MgBe合金的脱溶过程与常规成形相同。固溶时效处理后合金组织中存在的均匀弥散分布、大小适当的沉淀相是半固态铝合金挤压件具有良好强塑性综合指标的根本原因。
半固态金属成形技术与传统的固态成形和液态成形相比具有显著的优点,因此,被称为21世纪新一代的金属成形制造技术。AISi7MgBe合金具有优良的铸造性能,较高的比强度与韧性,以及良好的抗疲劳性和耐腐蚀性能,但是该合金铸造件的性能不够理想,尤其是塑性极低,几乎接近脆性材料。利用液相线半连续铸造获得AlSi7Mg