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7075铝合金线材连续流变挤压与双级时效热处理研究

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稀有金属 2023年第9期47卷 1195-1203页

作者：李冰陈星合付博文于容周王长峰管仁国大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心辽宁省轻质金属材料近净成形重点实验室辽宁大连116028

为解决7075铝合金在挤压成形过程中成形困难的问题,采用连续流变挤压技术制备了成形质量和力学性能优良的7075铝合金线材,研究了7075铝合金线材在连续流变挤压过程中不同工艺参数对其成形质量及力学性能的影响,并在此基础上对连续流变... 详细信息

为解决7075铝合金在挤压成形过程中成形困难的问题,采用连续流变挤压技术制备了成形质量和力学性能优良的7075铝合金线材,研究了7075铝合金线材在连续流变挤压过程中不同工艺参数对其成形质量及力学性能的影响,并在此基础上对连续流变挤压态7075合金线材进行了双级时效热处理研究。结果表明:应用连续流变挤压成形技术,通过预热腔体及模具、降低挤压轮速度可以消除7075铝合金线材在连续流变挤压成形过程中的裂纹缺陷,预热腔体及模具使铝合金制品组织更加均匀,减少第二相的偏聚,可以使合金制品中的脆性相充分固溶扩散,提高合金制品的塑性。最终得到优化的7075铝合金连续流变挤压及双级时效热处理工艺参数:腔体及模具预热至300℃,浇注温度为750℃,挤压轮速度区间为0.039~0.063 m·s^(-1),固溶处理470℃/90 min、双级时效110℃/5 h+150℃/14 h,在此工艺下合金制品抗拉强度达到523.44 MPa,断后伸长率为9.96%。

关键词： 7075铝合金连续流变挤压双级时效热处理组织性能

连续流变挤压成形工艺参数及热处理对Al-Cu-Mn合金组织和性能的影响

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连续流变挤压成形工艺参数及热处理对Al-Cu-Mn合金组织和性能的影...

作者：索叶龙兰州理工大学

学位级别：硕士

随着现代科技水平的不断提高,各行各业对于材料本身的性能提出了新的要求,而作为广泛应用于现代汽车领域、工业领域以及航天航空领域的铝及铝合金亦被提出了更为严苛的应用要求。因此,作为高强度铝合金之一的Al-Cu-Mn合金对其性能的研... 详细信息

随着现代科技水平的不断提高,各行各业对于材料本身的性能提出了新的要求,而作为广泛应用于现代汽车领域、工业领域以及航天航空领域的铝及铝合金亦被提出了更为严苛的应用要求。因此,作为高强度铝合金之一的Al-Cu-Mn合金对其性能的研究具有十分重要的应用价值和意义。本文通过对自主配制的Al-Cu-Mn合金作连续流变挤压成形,以提升合金性能为研究目标,研究了浇铸温度、冷却水流量以及工作辊转速对合金组织和性能的影响;而后研究了不同的热处理工艺对连续流变挤压成形后的Al-Cu-Mn合金杆材组织和性能的影响,并且通过对连续流变挤压成形的Al-Cu-Mn合金杆材作不同拉拔道次处理,探究对其组织和性能的影响规律。主要研究内容如下:(1)在一定范围内连续流变挤压成形合金杆材的浇铸温度越低、工作辊转速越快以及冷却水流量越大,成形后的合金组织细化效果越显著。当浇铸温度为690℃工作辊转速15 r/min冷却水流量3 m/h的情况下进行连续流变挤压成形杆材力学性能最好,其抗拉强度,屈服强度、伸长率和维氏硬度分别为:340 MPa、250 MPa、28%和108.9HV;相比于浇铸温度(730℃)下的重力铸造成形的Al-Cu-Mn合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和维氏硬度分别提升了55.2%,100%、833%和22.9%。(2)对Al-Cu-Mn合金杆材在520℃下固溶处理不同时间后175℃时效处理8h,得到合金在520℃固溶处理4h时合金的力学性能最优。对Al-Cu-Mn合金杆材在520℃固溶处理4h后时效处理6h时合金力学性能达到峰值,抗拉强度、屈服强度、延伸率和维氏硬度分别达到了422.3MPa、357.7MPa、22.5%和149.6HV。相较于未进行热处理的连续流变挤压成形的Al-Cu-Mn合金杆材抗拉强度、屈服强度和硬度分布提升24.2%、43%和37.3%,延伸率略有下降。(3)对连续流变挤压成形后的Al-Cu-Mn合金杆材作拉拔处理,拉拔1道次变形量为20%,拉拔2道次变形量为29.1%,拉拔3道次变形量为36.1%,拉拔4道次时合金发生断裂。因此,本次试验所用的Al-Cu-Mn合金杆材至多拉拔3道次。拉拔1道次、2道次以及3道次对合金的强度均有显著提升,塑性略有降低,拉拔3道次时合金强度达到峰值,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为444.6MPa、360.8MPa和12.7%,相较于合金未拉拔时抗拉强度和屈服强度分别提升了30.7%和44.3%;拉拔3道次时合金心部维氏硬度和边部维氏硬度分别125.3HV和143.3HV,相较于未拉拔处理的Al-Cu-Mn合金杆材试样中心区域和边部区域分布提升了18.9%和26.2%。(4)对不同拉拔道次Al-Cu-Mn合金杆材作175℃保温8h去应力退火后,合金强度略有降低,塑性有所提升。拉拔3道次Al-Cu-Mn合金杆材175℃8h退火后抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为439.7MPa、348.6MPa和13.6%。合金中心区域和边部区域维氏硬度分布为120.8HV和130.1HV。

关键词：连续流变挤压 Al-Cu-Mn合金杆材微观组织力学性能

连续流变挤压成形与热处理对7055铝合金组织和性能的影响

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连续流变挤压成形与热处理对7055铝合金组织和性能的影响

作者：张旭兰州理工大学

学位级别：硕士

Al-Zn-Mg-Cu系合金是室温下强度最高的铝合金,由于具有较高强度、较小密度以及良好的热加工性能和耐腐蚀性能,是现代化汽车、航空航天、军用精密仪器等领域的重要材料,而7055铝合金正是此超高强铝合金的典型代表。为了应对日趋严格的材... 详细信息

Al-Zn-Mg-Cu系合金是室温下强度最高的铝合金,由于具有较高强度、较小密度以及良好的热加工性能和耐腐蚀性能,是现代化汽车、航空航天、军用精密仪器等领域的重要材料,而7055铝合金正是此超高强铝合金的典型代表。为了应对日趋严格的材料应用要求和达到以铝合金代替钢材料的目的,研究连续流变挤压成形及热处理对7055铝合金性能和组织的影响具有十分重要的意义。本文利用连续流变挤压铸造工艺对自主配置的7055铝合金进行制备,通过探究不同工作辊转速、浇注温度、冷却水流量等挤压工艺对其组织及性能的影响规律,确定出最优挤压工艺参数,后通过研究双级固溶、双级时效热处理工艺对7055高强铝合金的组织及性能的影响,旨在提升其综合力学性能,同时揭示了合金在挤压成形工艺及热处理工艺下的组织演变机理和强化机制。试验结果表明,通过连续流变挤压成形制备的7055铝合金线材较传统的重力浇注工艺,有效改善了合金枝晶化以及晶界处成分偏析,晶粒细化明显、力学性能显著提高,且随着工作辊转速的提高、浇注温度越低、冷却循环水流量越高制备出的成形合金晶粒更加细小、力学性能更高。通过正交试验试验获得工作辊转速15 r/min、浇注温度为700℃、冷却循环水流量为2.5 m/h的最优挤压工艺参数,其抗拉强度、屈服强度、延伸率、维氏硬度、电导率和晶粒尺寸分别达到了515.7 MPa、349.2 MPa、15.3%、157.9 HV、41.8%IACS、12.7μm,相较于浇注温度740℃下重力浇注制备的7055合金抗拉强度、屈服强度、延伸率、维氏硬度和电导率分别提升了46.3%、31%、30.7%、53.1%、20.8%,晶粒尺寸下降了33.8%。通过对连续流变挤压成形制备的7055铝合金线材进行双级固溶研究,得到最佳固溶处理工艺为450℃×2 h+470℃×2 h,此工艺下综合力学性能最优,抗拉强度、屈服强度、延伸率、维氏硬度和电导率分别达到了582.1 MPa、447.6 MPa、18.1%、168.5HV、38.7%IACS,较未进行固溶处理的挤压态合金线材抗拉强度、屈服强度、延伸率、维氏硬度分别提升了12.8%、28.1%、18.3%、6.7%。通过XRD分析表明,随着二级固溶时间和二级固溶温度的增加,原室温组织中AlZnMg、Mg Zn和AlCu Mg相衍射峰逐渐下降,表明合金中的第二相随固溶温度和固溶时间的增加而有所下降,直到二级固溶制度为470℃×2 h时细小的第二相几乎全部溶解于晶粒内部,粗大的第二相数量和尺寸均减少;二级固溶温度为480℃时出现过烧现象。抗拉强度和硬度均随保温时间的增加呈现先升高后降低的趋势,导电率则随固溶温度的增加而呈现下降趋势。7055合金通过450℃×2 h+470℃×2 h双级固溶后再经过单级时效处理,随着时效时间的增加,经时效重新析出的第二相在基体中弥散分布,时效时间为4 h时析出相为细小球状的η'相,时效时间8 h时析出相由大量的点状η'相和少部分圆球状η相组成,其抗拉强度趋势先升高再降低,在时效时间为8 h达到峰值,此时抗拉强度、硬度和延伸率为617.3 MPa、176.1 HV、16.9%。随着二级时效时间的增加,第二相粒子数量呈上升趋势,抗拉强度、屈服强度、延伸率先升高后降低,在二级时效时间16h时抗拉强度、屈服强度达到峰值。最佳双级时效工艺为120℃×8 h+160℃×16 h,其抗拉强度、屈服强度、延伸率、维氏硬度和电导率分别达到了639.5 MPa、475.6 MPa、20.1%、187.3 HV、47.9%IACS,较未热处理的7055铝合金线材的抗拉强度、屈服强度、延伸率、维氏硬度和电导率分别提高了24%、36.2%、31.4%、18.6%、14.6%。

关键词： 7055铝合金连续流变挤压热处理微观组织力学性能

基于合金化和连续流变挤压调控的Al-Fe合金组织与力学性能

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基于合金化和连续流变挤压调控的Al-Fe合金组织与力学性能

作者：宋鑫玥大连交通大学

学位级别：硕士

铝合金具有比强度高、塑性良好、耐腐蚀性好等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。随着原铝资源的短缺以及铝资源的大量消耗,再生铝行业逐渐受到关注。在再生铝回收利用过程中,由于Fe元素在铝中的固溶度很低,并且易与其他成... 详细信息

铝合金具有比强度高、塑性良好、耐腐蚀性好等特点,被广泛应用于航空航天、汽车、电子等领域。随着原铝资源的短缺以及铝资源的大量消耗,再生铝行业逐渐受到关注。在再生铝回收利用过程中,由于Fe元素在铝中的固溶度很低,并且易与其他成分形成含Fe相,这些含Fe相通常以针状、片状和板条状的形式存在。在铝合金塑性变形过程中,上述类型的含Fe相往往会引起应力集中,降低合金的力学性能。在铝合金铸造过程中,这些含Fe相会阻碍熔体流动,引起铸造缺陷的产生。因此,有必要通过改性含Fe相,以降低含Fe相对合金力学性能的损害。本文通过在铸态Al–1.5Fe(wt%)合金中加入合金元素Cr并结合连续流变挤压的方法,来实现对含Fe相的改性,改善含Fe相的形状,将其细化到纳米尺寸,提高合金的力学性能,具体分为以下三个部分:(1)首先,在铸态Al–1.5Fe(wt%)合金中加入0 wt%–1.2 wt%的Cr元素,研究Cr元素含量对Al–1.5Fe(wt%)合金微观组织与力学性能的影响规律。实验结果表明,随着Cr元素含量的增加,α-Al晶粒的平均尺寸和AlFe相的平均长度呈现先减小后增加的趋势,当Cr元素含量为0.4 wt%时,α-Al晶粒和AlFe相的最小尺寸分别为24.4μm和0.8μm。在Al–1.5Fe–0.4Cr(wt%)合金中发现Cr元素富集在AlFe相的现象,使AlFe相从最优生长方向转化为次优生长方向,阻碍了AlFe相的长大。当Cr元素含量增加到0.8 wt%时,观察到Al Fe Cr三元相,对合金的力学性能产生不利的影响。同时,随着Cr元素含量的增加,合金的力学性能先增加后降低,当Cr元素含量为0.4 wt%时,合金的力学性能最好,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为103.5 MPa、60.2 MPa和36.2%。(2)其次,以Al–1.5Fe(wt%)合金和Al–1.5Fe–0.4Cr(wt%)合金为研究对象,采用连续流变挤压进一步细化含Fe相。利用连续流变挤压过程中的快速凝固和剪切作用,将含Fe相细化到纳米尺寸。连续流变挤压态Al–1.5Fe–0.4Cr(wt%)合金的强度和塑性有良好的匹配,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为142.2 MPa、96.8 MPa和40.5%。并分析了连续流变挤压态合金的强化机制,其中,晶界强化和位错强化为主要强化机制。(3)最后,为了进一步改善Al–1.5Fe–0.4Cr(wt%)合金的微观组织和力学性能,对其进行了不同挤压比的连续流变挤压。随着挤压比的增大,合金的组织发生细化。当挤压比从4增加到5后,合金中的小角度晶界比例增加,从45.5%增加到53.1%,平均取向角从23.9°下降到23.3°。同时,挤压比为5的Al–1.5Fe–0.4Cr(wt%)合金抗拉强度、屈服强度和伸长率分别达到了161.5 MPa、112.3 MPa和36.9%。

关键词： Al–Fe合金合金化连续流变挤压晶粒细化强化机制

2024铝合金连续流变挤压及形变热处理工艺研究

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2024铝合金连续流变挤压及形变热处理工艺研究

作者：付博文大连交通大学

学位级别：硕士

2024铝合金为Al-Cu-Mg系可热处理强化铝合金,具有强度高、重量轻、韧性好和加工成型方便的特点,广泛用于航空领域。传统铸造工艺生产和使用过程中,存在较多问题,如材料内部存在元素偏析,组织不够均匀,产品表面存在缺陷,质量较差。为了... 详细信息

2024铝合金为Al-Cu-Mg系可热处理强化铝合金,具有强度高、重量轻、韧性好和加工成型方便的特点,广泛用于航空领域。传统铸造工艺生产和使用过程中,存在较多问题,如材料内部存在元素偏析,组织不够均匀,产品表面存在缺陷,质量较差。为了解决上述问题,获得综合性能良好的2024铝合金,本文通过连续流变挤压和形变热处理工艺制备2024铝合金线材,对制备的合金试样采用扫描电子显微镜、光学显微镜、维式硬度计、电子万能试验机等多种方式研究了2024铝合金性能变化与组织形貌之间的关系,总结了优化后的连续流变挤压制备工艺和形变热处理工艺。对不同工艺参数下连续流变挤压制备2024铝合金组织和性能的影响进行了研究,选择浇注温度为720℃-780℃,挤压轮转速为5r/min、7.5r/min和10r/min。浇注温度为760℃和780℃时,连续流变挤压制备的2024铝合金组织形貌近似于铸态组织,晶粒粗大不规则且枝状晶较多显,浇注温度在720℃-750℃之间时,合金中的枝状晶较少,晶粒尺寸相对细小。采用LLJ300连续流变挤压机制备2024铝合金优化后的工艺参数为:浇注温度为750℃,挤压轮转速为7.5r/min,挤压间隙为1-1.5mm。在该工艺条件下制备的2024铝合金线材其抗拉强度能够达到365.72MPa,断后伸长率达到13.58%。研究了形变热处理工艺对连续流变挤压2024铝合金组织性能的影响,获得了时效时间对合金力学性能、维氏硬度和断后伸长率的影响规律,并对合金析出相形貌、尺寸和分布情况进行了分析。形变热处理能够有效的提高连续流变挤压2024铝合金的硬度,在三种不同断面减缩率的冷拔变形后,试样截面是硬度均有明显提升,直径为8mm的试样其变形区维氏硬度最高达到了142.35HV。当时效时间为10h,合金的性能相对最优,抗拉强度达到434.08MPa,断后伸长率达到10.31%。材料在形变热处理的过程中受到加工硬化和弥散强化的影响,抗拉强度随着形变的增加而提高。连续流变挤压制备的2024铝合金线材优化后的形变热处理工艺参数为:在495℃下固溶处理1.5h后,对其进行断面减缩率为29.00%的冷拔加工,之后在185℃下时效处理10h,在该条件下之制备的2024铝合金线材的抗拉强度能够达到493.34MPa,断后伸长率达到6.77%。

关键词： 2024铝合金连续流变挤压形变热处理组织性能

7075铝合金线材连续流变挤压及时效与形变热处理研究

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7075铝合金线材连续流变挤压及时效与形变热处理研究

作者：王家霖大连交通大学

学位级别：硕士

7075铝合金具有高强度、耐磨损、耐腐蚀性等优异性能,因此作为一种重要的焊接材料应用于航空航天、军工和汽车工业等行业中。由于7075铝合金合金化元素多,成形过程中容易出现热裂现象,需要探索7075铝合金线材优良的制备工艺以满足焊丝... 详细信息

7075铝合金具有高强度、耐磨损、耐腐蚀性等优异性能,因此作为一种重要的焊接材料应用于航空航天、军工和汽车工业等行业中。由于7075铝合金合金化元素多,成形过程中容易出现热裂现象,需要探索7075铝合金线材优良的制备工艺以满足焊丝尺寸要求。因此,7075铝合金线材高质量成形工艺具有重要研究意义。本文为保证7075铝合金线材成形质量通过应用短流程连续流变挤压工艺,以提升合金性能为目的,研究挤压比对铸挤合金组织和性能的影响,并解释其影响机理。基于该基础上,探究其它工艺参数对连续流变挤压7075铝合金线材性能的影响;研究时效热处理工艺对连续流变挤压成形后的7075铝合金线材组织和性能的影响;通过形变热处理工艺对7075铝合金线材进行强化并探究对其组织和性能影响的规律。主要研究内容如下:(1)挤压比在3-19范围内,随挤压比增大7075铝合金线材力学性能越好,成形后的合金组织细化效果越明显。挤压比为19时,连续流变挤压线材力学性能最好,其抗拉强度能够达到402.36MPa,断后伸长率能够达到9.28%,硬度能达到103HV。(2)挤压比为12时,在不同工艺参数下,对连续流变挤压制备7075铝合金线材性能进行研究。当浇注温度为790℃,挤压速度为0.031m·s,线材抗拉强度能达到405.52MPa,断后伸长率能达到7.54%,硬度能达到102HV。(3)进行时效处理前探究固溶处理对连续流变挤压7075铝合金挤压比12线材的力学性能和组织性能的影响。结果表明:固溶时间为90min时,7075铝合金线材力学性能优异,抗拉强度达到438.47MPa,断后伸长率达到13.2%。(4)实验结果分析得到连续流变挤压7075铝合金优化的热处理工艺为固溶处理470℃/90min+双级时效120℃/4h+160℃/13h,挤压比12的线材经该热处理工艺后抗拉强度达到509.93MPa,断后伸长率达到12.74%。(5)通过形变热处理进一步细化合金晶粒,以提升合金性能。7075铝合金线材优化后的形变热处理工艺参数为:在470℃下固溶处理90min后,对其进行冷拔加工,拉拔线材直径为4mm时进行双级时效处理120℃/4h+160℃/13h并继续拉拔,线材直径尺寸为3mm时断后伸长率略有下降,抗拉强度达到530.95MPa。

关键词： 7075铝合金连续流变挤压时效热处理形变热处理组织性能

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AZ61镁合金连续流变挤压成形

东北大学学报（自然科学版） 2007年第11期28卷 1586-1589页

作者：管仁国王超邢振环陈礼清东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004 东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室辽宁沈阳110004

采用自行设计的连续流变挤压成形技术,成功地制备出了10 mm的AZ61镁合金线材.在轧辊和靴子的搓动剪切作用下,形成了细小的等轴晶和球形晶,在挤压成形过程中,中心部位固相变形小,边部固相变形大,在圆弧流动区产生了优良的超细晶组织.... 详细信息

采用自行设计的连续流变挤压成形技术,成功地制备出了10 mm的AZ61镁合金线材.在轧辊和靴子的搓动剪切作用下,形成了细小的等轴晶和球形晶,在挤压成形过程中,中心部位固相变形小,边部固相变形大,在圆弧流动区产生了优良的超细晶组织.浇注温度影响AZ61合金的固相率,进而对成形过程产生重要影响,合理的浇注温度为680℃.在此温度下,制备的AZ61合金线材断面组织优良,呈现两相塑性流动的特征.

关键词： AZ61镁合金线材连续流变挤压超细晶组织

连续流变挤压Al-Fe合金及其热稳定性研究

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连续流变挤压Al-Fe合金及其热稳定性研究

作者：王梦桃东北大学

学位级别：硕士

连续流变挤压技术对晶粒细化和破碎Al-Fe合金中粗大富Fe相有显著效果,从而提高Al-Fe合金的力学性能。本文利用硬度、拉伸试验等力学性能检测手段,以及X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射分析技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(T... 详细信息

连续流变挤压技术对晶粒细化和破碎Al-Fe合金中粗大富Fe相有显著效果,从而提高Al-Fe合金的力学性能。本文利用硬度、拉伸试验等力学性能检测手段,以及X射线衍射仪(XRD)、电子背散射衍射分析技术(EBSD)、扫描电镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等微观组织分析手段,对 Al-Fe合金在连续流变挤压过程中组织与性能的演变规律进行研究,并探索其热稳定性,主要研究结果如下:(1)随着挤压道次的增加,Al-Fe合金的富Fe相发生一定程度的破碎,富Fe相尺寸减小,表明连续流变挤压对粗大富Fe相的破碎有显著效果,有助于减少粗大富Fe相对基体的割裂作用;随着Fe含量的增加,富Fe相的数量增加。(2)经过两道次连续流变挤压后,Al-1.5Fe合金的晶粒形貌为等轴状,大角度晶界所占比例为55.06%。经过两道次连续流变挤压后Al-1.5Fe合金仍然具有良好的加工硬化能力,表明Al-1.5Fe合金发生了一定程度的动态再结晶。(3)Al-Fe合金的强度和硬度随挤压道次的增加而降低,延伸率随挤压道次的增加而提高。连续流变挤压过程中Al-Fe合金发生一定程度的动态再结晶是强度和硬度降低的主要原因。(4)当退火温度在150℃-200℃范围内晶粒尺寸没有明显长大,小角度晶界所占比例较多,微观组织发生回复。250℃退火后合金组织内的大角度晶界所占比例明显增加,表明250℃退火后合金组织开始发生再结晶。350℃退火后晶粒尺寸明显增加,大角度晶界所占比例为83.33%,这表明350℃退火后合金组织已发生完全再结晶,并且部分区域出现晶粒长大的现象。(5)250℃退火后Al-1.5Fe合金开始出现明显加工硬化。随着退火温度的升高,Al-1.5Fe合金的加工硬化能力显著提高,Al-1.5Fe合金的强度和硬度随着退火温度的升高逐渐降低,塑性随着退火温度的升高逐渐提高。

关键词： Al-Fe合金连续流变挤压热稳定性再结晶

连续流变挤压与形变热处理制备Al-Ag-Sc-Zr合金导线的研究

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连续流变挤压与形变热处理制备Al-Ag-Sc-Zr合金导线的研究

作者：凌程东北大学

学位级别：硕士

论文根据国内外研究现状,结合国家自然科学基金项目,以开发新型架空耐热铝合金导线作为研究目标,研究了连续流变挤压与两种形变热处理方法制备Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金导线。获得了以下主要成果:(1)在浇注温度为730℃C采用连续... 详细信息

论文根据国内外研究现状,结合国家自然科学基金项目,以开发新型架空耐热铝合金导线作为研究目标,研究了连续流变挤压与两种形变热处理方法制备Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金导线。获得了以下主要成果:(1)在浇注温度为730℃C采用连续流变挤压制备了表面和组织优良的Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金导线。连续流变挤压Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金导线最优性能为:合金的抗拉强度为78.97±3.92MPa,导电率为53.01±1.92%IACS。(2)获得了累积等径连续挤压过程中Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt%)合金的细化机理。①获得了 Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金单道次累积等径连续挤压过程中型腔内组织演变规律:合金在变形过程中形成了大量的位错,位错迁移时被第二相粒子(Al3(Sc,Zr)和AlAg2)钉扎,形成位错墙,加速了小角度晶界的形成,;随着变形的继续,小角度晶界转化为大角度晶界,发生连续动态再结晶晶粒细化;②获得了 Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金析出相(Al3(Sc,Zr)和AlAg2)对多道次累积等径连续挤压的合金组织的影响规律:Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金内部第二相粒子(Al3(Sc,Zr)和 AlAg2)对连续动态再结晶具有促进的作用;③合金导线经过5道次的累积等径连续挤压后,抗拉强度为125.98±6.78MPa,延伸率为38.2±4.5%,与连续流变挤压态的合金相比,抗拉强度提59.52%,延伸率降低9.5%,与5道次纯铝相比,抗拉强度提高28.39%,延伸率降低15.5%。(3)获得了热处理和冷拔加工对连续流变挤压Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金组织性能的影响规律。①随着固溶时间的延长,晶粒长大,第二相粒子完全固溶,合金导线的抗拉强度逐渐下降并达到稳定,导电率先上升后下降然后达到稳定;②随着时效时间的延长,晶粒缓慢长大,第二相粒子(AlAg2、AlAgScZr复合相)析出,合金抗拉强度迅速上升到达峰值后出现略微下降然后稳定,导电率迅速升高并达到平稳。③银的加入能在牺牲较小的导电率的同时,提高抗拉强度。④随着断面减缩率的增加,晶粒沿着拉拔方向被拉长,形成纤维状的组织,抗拉强度迅速上升,导电率出现小幅度的下降。⑤经过630℃×72h固溶和380℃×48h时效处理,然后冷拔加工,制得直径为4mm的Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%)合金导线,导电率达到 58.26±0.33%IACS,抗拉强度为228.06±6.23MPa,延伸率为5.4±1.02%,经过230℃×1h和400℃×1h耐热实验检验,抗拉强度残存率为97.64%和91.78%,优于IEC 62004-2007《国际电工委员会架空导线用耐热铝合金导线标准》AT2、AT4标准。

关键词：连续流变挤压 Al-0.2Ag-0.2Sc-0.1Zr(wt.%) 耐热铝导线累积等经连续挤压