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2124铝合金的均匀化与热模拟研究

李成侣

  2124铝合金是在传统2024铝合金基础上,降低了铁、硅等杂质含量并采用特殊生产上艺技术发展起来的高纯、高强、高韧铝合金。对东北轻合金有限公司生产的2124铝合金铸锭进行了均匀化处理和热模拟研究,采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析了均匀化前后合金相组成和化学成分的变化;建立了该合金流变应力本构方程和加工图,并采用OM和透射电镜(TEM)分析了变形条件对合金显微组织的影响,得出了如下结论: (1)铸态2124铝合金主要由基体α(Al)和片状θ(Al2Cu)、针状S(Al2CuMg)棚以及多边形块状Al6Mn相等组成。铸态合金中存在大量树枝状组织,Cu、Mg和Mn元素在晶内及晶界分布不均匀。在晶界上有许多粗大的Al2CuMg相和含少量Mn的Al2Cu非平衡相。 (2)随均匀化温度的升高或均匀化时间的延长,合金组织中的非平衡相逐渐溶解,晶界变得稀薄,各合金元素分布趋于均匀。经过均匀化处理后,合金中的S相完全回溶到基体中。2124合金适宜的均匀化制度为490~500℃/24h,这与均匀化动力学分析得出的结果相符。 (3)2124铝合金热压缩流变行为可用双曲正弦函数修正的Arrhenius关系和温度补偿变形速率因子Z参数描述,表明其高温塑性变形受热激活控制。材料的四个特征参数为:应力指数n=4.1093,应力因子α=0.0173MPa-1,结构因子A=1.4084×1011s-1,变形激活能Q=170.13kJ/mol。 (4)变形温度低于420℃时,2124铝合金在热变形过程中仅发生动态回复,其组织主要是亚晶组织;当变形温度达到或超过420℃时,在1n z≤25.6的变形条件下,合金中发生部分动态再结晶,动态再结晶的形核机制主要是亚晶合并形核。 (5)利用动态材料模型(DMM)建立了2124铝合金的加工图,其研究表明,中温低应变速率区域(变形温度为440~480℃,应变速率为0.01~0.1s-1)是该合金最佳加工区域。……   
[关键词]:2124铝合金;均匀化处理;流变应力;动态再结晶;显微组织
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中南大学2010年
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