【摘 要】
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Al-Si合金由于其良好的铸造性能在生产中一直被广泛使用,一般的Al-Si系合金变形能力较弱,而形变强化是铝合金强化的一种重要手段,因此研制出新型可变形的Al-Si合金具有重要的意义。本文采用Sc、Zr复合微合金化、并对其进行等温压缩处理和固溶处理,控制铝合金组织中亚结构及时效析出相,对提高合金的性能具有重要的研究意义。本文采用了传统的铸锭冶金方法制备了Sc、Zr复合添加的Al-3.0Si-0.4
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Al-Si合金由于其良好的铸造性能在生产中一直被广泛使用,一般的Al-Si系合金变形能力较弱,而形变强化是铝合金强化的一种重要手段,因此研制出新型可变形的Al-Si合金具有重要的意义。本文采用Sc、Zr复合微合金化、并对其进行等温压缩处理和固溶处理,控制铝合金组织中亚结构及时效析出相,对提高合金的性能具有重要的研究意义。本文采用了传统的铸锭冶金方法制备了Sc、Zr复合添加的Al-3.0Si-0.45Mg-0.45Cu合金。采用了金相显微镜、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）及拉伸实验、硬度测试等手段,对Sc、Zr复合微合金化和等温压缩变形后Al-Si-Mg-Cu合金组织与性能进行了探究。实验结果表明:Sc、Zr的复合添加可以显著改善铸态组织并且提升其力学性能,Zr含量为0.20%,当Sc含量增加至0.60%时,晶粒内部出现大量的韧窝,组织呈等轴状且性能最佳,其硬度、拉伸强度和断后伸长率分别为80.9HBS、260.5MPa和9.6%。选取合金成分为Al-3.0Si-0.45Mg-0.45Cu-0.2Zr-0.4Sc,对其进行等温压缩处理,温度最大为350℃,应变速率最小为0.4?10-3S-3时,合金发生了明显的动态再结晶,同一形变温度下,随着应变速率的减小,合金中的无畸变的再结晶晶粒得数目变多且有所长大,促进合金发生动态回复与再结晶。同一应变速率下,随着温度的升高,提升合金内亚结构的运动能力,促进合金动态回复与再结晶。温度为250℃,应变速率为0.4?10-1S-1时,拉伸强度达到了最大值325.1 Mpa,这是温度和应变速率影响原子活动能力,进而影响位错等亚结构的迁移能力的结果。在压缩热变形前对实验合金进行固溶处理也有利于合金拉伸强度的提升,固溶处理后,在等温压缩过程中时效析出的第二相粒子Al3（Sc,Zr）相和Mg2Si限制亚结构的运动,特别是细小弥散的Al3（Sc,Zr）相强烈的钉扎位错,起到沉淀强化和抑制再结晶的作用。在T=250℃,=0.4?10-2 S-1时出现了强度的最大值344.6Mpa,超过了未经固溶处理的热变形合金的拉伸强度。
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