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微量Mn及均勻化工藝對Al-Mg-Si合金鑄錠微觀組織的影響.pdf

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第42卷 第5期2017年5月HEATTREATMENTOFMETALSVolf暢42Nor暢5May2017微量Mn及均勻化工藝對Al-Mg-Si合金鑄錠微觀組織的影響曾 渝1,2(1.寶山鋼鐵股份有限公司研究院,上?!。玻埃保梗埃?;2.汽車用鋼開發與應用技術國家重點試驗室(寶鋼),上?!。玻埃保梗埃埃┱翰捎媒鹣囡@微鏡、掃描電鏡、透射電鏡和定量圖象分析儀研究了微量Mn和均勻化工藝對Al-Mg-Si合金鑄錠微觀組織的影響。結果表明:Al-0.60Mg-0.65Si合金鑄錠組織主要由樹枝狀的α-Al固溶體、塊狀Mg2Si、過剩Si和針片狀的β-AlFeSi相組成。均勻化處理后鑄錠組織中枝晶偏析基本消除,塊狀Mg2Si相和低熔點共晶組織溶解,粗大的長針狀β-AlFeSi相轉變成細小的α-AlFeSi粒狀相。這種β→α相變與化學成分、均勻化溫度和時間密切相關,添加0.30%Mn能顯著促進此相變,Al-0.63Mg-0.66Si-0.30Mn合金合適的均勻化處理工藝為580℃×4h。關鍵詞:微量Mn;均勻化工藝;Al-Mg-Si合金;微觀組織中圖分類號:TG146.2  文獻標志碼:A  文章編號:0254-6051(2017)05-0018-04EffectsoftracemanganeseandhomogenizationprocessonmicrostructureofAl-Mg-SialloyingotsZengYu1,2(1.ResearchInstituteofBaoSteel,Shanghai201900,China;2.StateKeyLaboratoryofDevelopmentandApplicationTechnologyofAutomotiveSteels(BaoSteel),Shanghai201900,China)Abstract:EffectsoftraceadditionofMnandhomogenizationprocessonmicrostructureofAl-Mg-SialloywereinvestigatedbymeansofOM,SEMandTEMobservationandimage-analysistechnology.TheresultsshowthatthemicrostructureoftheAl-0.60Mg-0.。省略部分。dditionof0.30%Mncansignificantlypromotethetransformation.Theproperhomogenizationprocessis580℃×4h.Keywords:tracemanganese;homogenization;Al-Mg-Sialloy;microstructure收稿日期:2016-08-20作者簡介:曾 渝(1971—),男,博士,從事汽車用鋁材研究,E-mail:zengyu@baosteel.comDOI:10.13251/j.issn.0254-6051.2017.05.004大量采用鋁合金材料是車輛輕量化的有效途徑[1],而車體材料的輕量化是鐵道車輛輕量化的關鍵,尋找一種中強高韌、密度小、工藝性能好的大型薄壁型材是重中之重。Al-Mg-Si合金以其優異的熱擠壓性能和良好的使用性能成為德國、日本等發達國家車體用材的首選。研究表明[1-6],采用Mn、Cr、Zr等過渡族元素進行微合金化有利于改善Al-Mg-Si系合金的綜合性能;均勻化處理直接影響合金制品的表面質量、擠壓性能和使用性能。為此,本文研究了微量Mn及均勻化工藝對Al-Mg-Si合金鑄錠微觀組織的影響,確定了適宜的均勻化處理制度,并重點探討了均勻化過程中AlFeSi相的轉變情況以及微量Mn對這種相變的促進作用。1 試驗材料及方法Al-Mg-Si試驗合金鑄錠直徑為矱100mm,采用直接水冷半連續鑄造而成,其化學成分如表1所示。均勻化處理溫度為570、580和590℃,時間為2、4和6h。表1 試驗合金的化學成分(質量分數,%)Table1 Chemicalcompositionofthetestedalloys(massfraction,%)合金SiMgMnFeAl1?0V.660痧.630妸.300$.17Bal.2?0V.650痧.60<0吵.010$.15Bal.采用POLYVAR-MET金相顯微鏡、KYKY-2800型掃描電鏡和H-800透射電鏡進行顯微組織觀察,金相試樣經拋光后采用0.5%的HF腐蝕,透射電鏡試樣采用雙噴電解減薄法制取,電解液為30%硝酸+70%甲醇混合液。用LECO-2000型圖象分析系統對AlFeSi相進行了定量分析,合金中β-AlFeSi相和α-AlFeSi的鑒別方法參考文獻[4],主要根據其形狀和顏色,并結
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