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1. 研究目的与意义(文献综述)
在环境污染、资源枯竭两大问题日益严峻的当今,al-mg系合金作为废料可以回收利用的环保型材料,且兼具有比强度高、密度小、耐腐蚀、导热性好、防电磁辐射、可薄壁成型等诸多优点,有着广泛的应用前景,可应用用于航空航天、海军舰船、城市轨道交通和汽车制造业等多个行业。本课题切合实际生产需要,研究铸造al-4wt.%mg合金的微观组织和力学性能,并探寻二者之间的关联。
5xxx系列铝合金具有强度高、耐腐蚀、密度小等多项优点,有着广泛的应用前景,成为工业应用和科学研究的常用材料。国内外就如何提升铝镁合金的综合性能已经有大量的研究,大体有塑性变形、提高合金中的mg含量、微合金化等方法。
轧制工艺是5xxx系合金的主要变形工艺,轧制的温度、次数、压下率的不同,会让合金的微观组织结构和性能产生极大的差异。传统的轧制工艺主要是对均匀化处理后的合金铸锭进行热轧及冷轧变形,以得到所需的铝合金板材,许多研究者即在此基础上进行创新。王军等对均匀化处理后的 5083 铝合金铸锭进行两次热轧,得到最终的铝合金板材,其抗拉强度超过 320 mpa,并具有较好的耐腐蚀性能;北京科技大学的马鹏程等发现总压下率一定时,采用一次冷轧压下量为33.3%、二次冷轧压下量为75%的冷轧工艺可以得到较高的强度和较优的成形性能。众多研究表明,al-mg合金经控温轧制后的力学性能明显高于传统的轧制工艺,但控温轧制后的合金在敏化处理后的抗晶间腐蚀能力降低。
2. 研究的基本内容与方案
高强的al-mg合金在新一代汽车、高速列车、城市轨道交通(如:地铁)、航空、航天领域有着广泛的应用。本课题拟研究铸造al-4wt.%mg合金的微观组织和力学性能。前期先查阅相关文献资料,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响。然后采用真空电阻炉熔炼 铸造制备出铸态合金;再对铸态合金进行均匀化 固溶形成单相固溶体处理;本课题将观察铸态合金、固溶形成的单相固溶体的微观组织,并测试力学性能, 分析al-4wt.%mg合金中mg对合金微观结构的影响,思考mg提升合金机械性能与其改变合金微观结构之间的联系。
3. 研究计划与安排
1.第1-4周:查阅相关文献资料,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。完成英文文献翻译,确定技术方案,完成开题报告。
2.第5周:按照设计方案,进行al-4wt.%mg合金的真空电阻炉熔炼 铸造;
3.第6-7周:进行均匀化 固溶工艺参数(温度、时间)的优化,均匀化 固溶处理前后的成分均匀性分析、是否单相固溶体分析;
4. 参考文献(12篇以上)
[1] y. liu et al., effect of mg on microstructure and mechanical properties of al-mg alloys produced by high pressure torsion[j], scripta materialia 159(2019)137-141.
[2] y.j. chen et al., microstructure and mechanical properties of al–xmg alloys processed by room temperature ecap[j], materials science and engineering a 545(2012)139-147.
[3] y.j. lin et al., a multi-scale al-mg alloy containing ultra-fine lamellar structure[j], materials science and engineering a 636(2015)207-215.
