Al-Mg-Si合金中α-Al(FeMn)Si弥散相和力学性能研究

采用SEM和原位TEM技术研究了均匀化热处理过程中不同Mn含量Al-Mg-Si-Mn-Cu-Fe合金的组织与性能演变,定量阐述了α-Al(FeMn)Si弥散相的形核、长大及粗化行为。利用低电压高分辨SEM的超低穿透深度成像和图像统计分析,精确测定了均匀化热处理过程中弥散相颗粒尺寸逐步增大及其体积分数先增加后降低的峰形变化规律,并阐明了弥散相对合金力学性能的关键影响。研究发现,580℃下进行8 h左右的均匀化热处理可以得到尺寸合适且体积分数最高的弥散相和最优的综合力学性能,过长的热处理时间会导致弥散相粗化从而降低合金的力学性能。此外,添加适量Mn元素(0.5%)并进行均匀化热处理能明显改善合金的抗拉强度与伸长率,但添加过量的Mn元素(0.8%)会引起初生相严重粗化,降低合金的力学性能。

高强韧铸造Al-Si合金成分优化及其变形行为的原位观察

针对传统铸造工艺并考虑半固态压铸工艺需求,利用热力学相图计算优化铸造Al-Si-Mg-Fe-Mn合金的成分与热处理工艺,避免了片状β-AlFeSi相的生成,得到了组织和性能较为优良的合金。同时研究了Al-Si合金的原位拉伸变形行为,发现裂纹主要源自Si颗粒和金属间化合物的破裂,随着微裂纹连接扩展并沿着滑移带传播,最终导致试样断裂。