變形鋁硅合金的動態(tài)再結(jié)晶行為

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1、萬方數(shù)據(jù)分類號UDC密級學位論文變形鋁硅合金的動態(tài)再結(jié)晶行為作者姓名：王春霞指導教師：趙驤教授東北大學材料各向異性與織構(gòu)工程教育部重點實驗室于福曉教授東北大學材料成型與控制工程研究所申請學位級別：博士學科類別：工學學科專業(yè)名稱：材料學論文提交日期：2013年11月論文答辯日期：2014年6月學位授予日期：答辯委員會主席：趙剛教授評閱人：東北大學2014年6月萬方數(shù)據(jù)ADissertationinMaterialsScienceDynamicRecrystallizationBehabiorofWroughtAI—·SialloysByWANGChunxiaSupervisor：P

2、rofessorZHAOXiangProfessorYUFuxiaoNortheasternUniversityJune2014萬方數(shù)據(jù)獨創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學位論文是在導師的指導下完成的。論文中取得的研究成果除加以標注和致謝的地方外，不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包括本人為獲得其他學位而使用過的材料。與我廠同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝=也思。學位論文作者簽名：王番殳日期：忉j￡}辱臺『21)。13學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者和指導教師完全了解東北大學有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定：即學校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或

3、機構(gòu)送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人同意東北大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索、交流。作者和導師同意網(wǎng)上交流的時間為作者獲得學位后：半年口一年口一年半口兩年口學位論文作者簽名：工壽及簽字日期：汐j’年∈q7口園導師簽簽字日期：萬方數(shù)據(jù)東北大學博士學位論文摘要變形鋁硅合金的動態(tài)再結(jié)晶行為摘要鋁硅合金具有熱膨脹系數(shù)低、耐磨性高、導熱性好、密度小、鑄造性能良好等諸多優(yōu)點，被作為鑄造合金廣泛應用于發(fā)動機、車輛工業(yè)等領(lǐng)域。而將其作為變形鋁硅合金的應用尚未見報道。為使變形鋁硅合金用作結(jié)構(gòu)材料，實現(xiàn)其產(chǎn)業(yè)化，本文以半連續(xù)(DC)鑄造A1．15Si合金為研

4、究對象，DC鑄造的A1．2Si合金作為參比合金，對合金鑄錠進行預熱處理后，分別對其進行熱軋及熱壓縮變形，系統(tǒng)研究了合金在高溫變形時的微觀組織演變規(guī)律和鋁基體的動態(tài)再結(jié)晶行為，為合金熱加工過程中的微觀組織控制提供理論依據(jù)。采用I)C鑄造制備了微觀組織顯著細化的A1．15Si合金及A1．2Si合金鑄錠。經(jīng)加熱溫度為450～520℃、保溫時間為1～3h熱處理時，DC鑄造A1．15Si合金及AI．2Si合金中的共晶硅相均發(fā)生了?；以诹；桀w粒間的鋁基體上均形成了晶界；在A1．15Si合金的共晶區(qū)域鋁基體上表現(xiàn)為等軸晶粒的形成，隨著加熱溫度的升高、保溫時間的延長，共晶區(qū)域硅顆粒的平均尺

5、寸增大，鋁基體的晶粒尺寸也隨之增大。對A1—15Si合金在變形溫度為450～500V熱軋過程中組織演變的研究表明，隨壓下率增大，硅顆粒在鋁基體上的分布越來越均勻；同時，鋁基體上動態(tài)再結(jié)晶區(qū)域的分數(shù)呈增大趨勢，鋁基體組織明顯細化，熱軋至壓下率為70％時，細小的動態(tài)再結(jié)晶晶粒均勻地分布于鋁基體上。變形溫度的降低有助于鋁基體動態(tài)再結(jié)晶的進行，減小動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸。對A1—15Si合金和AI-2Si合金在變形溫度為300～500℃、應變速率為0．001～5s"1熱壓縮過程中流變行為的研究表明，合金在熱壓縮變形時均存在穩(wěn)態(tài)流變特征；合金的流變應力隨變形溫度的升高而降低，隨應變速率的增大而

6、增大；在相同的變形條件下，A1—15Si合金的流變應力高于A1．2Si合金，但隨著變形溫度的升高與應變速率的降低二者差值均逐漸減小。在實驗條件范圍內(nèi)，合金的熱壓縮變形受熱激活能控制，A1—15Si和A1-2Si合金的平均熱變形激活能分別為180。96kJ／mol和152．62kJ／tool。對A1．15Si合金在變形溫度為300～500。C、應變速率為0．001～5s。的變形條件熱壓縮時相同應變量下的組織研究表明，合金熱壓縮后的組織受變形溫度和應變速率(Zener-Hollomon參數(shù))的影響。隨變形溫度的升高或應變速率的降低，硅顆粒破碎比例降低。在21．18<1nZ<23．48

7、時，鋁基體僅發(fā)生動態(tài)回復；在25．35<1nZ<28．09時，在晶．．III．．萬方數(shù)據(jù)東北大學博士學位論文摘要界上的硅顆粒附近鋁基體上形成動態(tài)再結(jié)晶晶粒；在29．7蘭111z曼39．5時，合金在硅顆粒(包括晶界與晶內(nèi)的硅顆粒)附近的鋁基體上均形成了動態(tài)再結(jié)晶晶粒。在發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶的變形條件下，隨著變形溫度的降低或應變速率的增大，鋁基體動態(tài)再結(jié)晶區(qū)域的分數(shù)增大，而其動態(tài)再結(jié)晶晶粒尺寸減小。降低變形溫度和提高應變速率，促進動態(tài)再結(jié)晶的發(fā)生。就不添加其它合金元素的AI一15Si合金和