6082铝合金的淬火特性及微观组织.docx

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6082铝合金的淬火特性及微观组织

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【摘要】6082铝合金属于合金铝板,经过热处理之后,其性能会被强化,强度能够达到中等程度,同时耐腐蚀性与焊接性能都比较好,主要可被应用到结构工程与交通运输环节中。冶炼这种铝合金板材时,可选用净化与铸造、熔炼工艺技术。本文结合6082铝合金材料的特点,对其微观组织与淬火特性展开研究,主要选用中断与末端淬火两种方法,确定与该铝合金材料的相关研究结论。

【关键词】6082铝合金;淬火特性;微观组织;工艺技术

6082铝合金除了能够被运用到大型结构系统中,还可被当做轨道、汽车与船舶等交通零件的主要材料,经过人工时效、淬火与固溶环节可以使合金材料获取极好的力学性能。力学性能会受到来自于淬火速率的影响。因此在淬火加工环节中,可提升冷却速率,以此来控制相应的析出相过多生成,另外还能够改善加工期间的材料扭曲变形的情况。本文以6082铝合金材料为研究对象,对其具有的微观组织与淬火特性展开研究。

1实验方案

加工6082铝合金时必须设定科学的淬火速率,以此保障力学性能达到标准,同时还能控制材料的残余应力。在这一系列的合金材料中,其应对低温、中温与高温这3个存在差异的温度区间时,展示出的淬火敏感性不同,因此可知应用的淬火方法会给最终形成的淬火特性造成实质的影响。

该铝合金材料中有Al、Ti、Mn、Zn、Fe、Cu、Si与Mg。进行末端淬火试样研究时,需要考虑到设置一维传热模式的使用需求,直径与长度的比值应当超过2。为了能够从特定点处获取冷却曲线,可在试棒中心部位安装热电偶,固溶温度被设定为540℃,淬火加工时间是2h,完成前期淬火处理工作后,需调整温度,使温度变为180℃,开展时间长达6h的人工时效。

对淬火试样进行中断处理时,可顺延挤压方向,将原有试样切割成正方形块,尺寸为20mm*20mm*4mm。考虑到试样的尺寸相对比较小,在540℃的温度条件下,进行1h的固溶活动,分别将试样投放到250℃、350℃与490℃的盐熔炉中,实施保温处理工作,设定的保温时间也存有差异,转移试样的时间不能超过5s,高温条件下保温时间为10min,低温条件下保温时间为60min,中温条件下的保温时间是10min。完成保温工作之后,应当调整至室温水平,展开水淬处理工作。继续改变温度条件,使温度达到180℃,完成6h的人工时效工作之后,可继续后续的硬度测试。检测试样进行时效处理之后硬度数值,设置加速电压为220kV,对微观组织进行透视时需要使用专用的透射电镜。

2微观组织分析

2.1末端淬火

图1是6082铝合金末端淬火时效态晶界处TEM组织,图1a为合金距淬火端5mm位置即冷却速率最大处,晶界上有少量细小的淬火析出相,断开呈链状分布,晶界无沉淀析出带(PFZ)窄小,约100nm;距淬火端20mm即冷却速率中等时,析出相不断聚集长大,但仍呈不连续分布,且PFZ明显宽化,如图1b所示;图1c中,距淬火端60mm即淬火冷却速率较小处,晶界淬火析出相尺寸有所增加,分布不连续,且无沉淀析出带宽度达420nm左右,图中显示的粗大平衡相上可以看到其核心存在明显的黑色球状相。由于邻近晶界的区域缺乏空位,而且不易形核,这些无沉淀区貌似溶质贫乏区。TEM组织表明,在缓慢冷却过程中,少量相优先在晶界附近形核析出。通常认为,晶界是高能区域,形核激活能低是第二相形核的优先位置。当合金温度下降非常快时,第二相来不及在晶界上形核,PFZ无沉淀带宽度较小;当合金温度下降缓慢,第二相有足够时间形核长大,则会导致PFZ宽化。由此可见,时效过程中,随着淬火冷却速率的下降,晶界能量较高和异质相的存在,会更容易导致析出相形核长大和无沉淀析出带宽度的增加。

晶内有大量的弥散强化相。距淬火端5mm处,晶内组织细小均匀,具有很好的强化作用。距淬火端60mm处组织,弥散析出相有一定程度的长人,出现短棒状的析出相,且沿一定方位排列。由于淬火析出相的析出和继续长大消耗了大量的溶质原子,使得合金在后续时效过程中,靠近淬火析出相的区域没有时效析出相,取而代之形成了一定宽度的无析出带。

2.2中断淬火

图2是6082铝合金中断淬火时效后典型TEM组织照片,从图2a中可以看到,6082铝合金在250。C保温10min后,基体中细小弥散时效强化过渡相和淬火粗人平衡相共存;图2c是6082铝合金在高温490℃保温60min时效后的微观组织图,从图中可以看到,虽然合金在490℃保温了60min,但是时效后仍然析大量的强化β相,尺寸在几十纳米,也有长大到200nm左右的棒状β相,同时,还可以看到合金内部有一些弥散分布,尺寸大概在100nm的球状颗粒独立存在,在颗粒上并没有平衡相的析出。结合微观组织图和时效后合金硬度性能,说明合金在高温保温过程中并没有大量析出平衡相,保证了淬火后

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