6005铝合金组织性能及淬火敏感性研究

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通过力学性能测试、布氏硬度测试、显微组织观察分析和计算机软件模拟等方法研究了6005铝合金的固溶时效制度及淬火敏感性,利用实验数据绘制出合金的等温转变曲线,与计算机软件模拟获得的等温转变曲线进行比较分析,并运用有限元软件分析了不同淬火制度对合金内应力的影响。实验结果表明:1)6005合金适宜的固溶-时效制度为535℃×50min固溶,水淬,180℃×6h时效,在此条件下,6005合金的抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为300MPa、288MPa和12%。2)6005合金中元素Fe、Si与Al形成的杂质相为热稳定杂质相,不随合金热处理而变化,存在于合金的挤压态、固溶态以及时效态中。3)6005合金TTT曲线和TTP曲线呈“C”型,鼻尖温度为340℃,孕育时间9s,淬火敏感性高,淬火敏感区间为280℃-415℃。4)6005合金在340℃等温处理的相变动力学方程为:f=1-exp(-0.006t0.9457)。5)6005合金等温保温过程中过饱和固溶体分解析出第二相粒子,在鼻尖温度340℃达到最大的脱溶速率,合金的析出序列为:过饱和固溶体-β",-β’-β6) Jmatpro5.1软件通过计算模拟可以得出合金的TTT曲线及CCT曲线,方法简单快捷,且结果与通过实验数据所绘制的TTT曲线的鼻尖温度一致。7) Abaqus CAE软件利用Jmatpro5.1软件模拟计算出的合金相关物理参数随温度的变化曲线,可以模拟出合金在不同淬火制度下的温度场及应力场。分段淬火与一次性淬火相比,在保证合金性能基本不下降的同时,能够大幅度减小合金的内应力。8)6005型材生产在线挤压后淬火时,型材出口温度(相当于在线淬火温度)最好大于500℃,自500。C以上冷却到分解危险温度415℃时,可以适当慢速,随后要以高于9℃/s快速淬火通过280-415℃淬火敏感区,在低温区域再适当降低冷却速度。这样一方面可以减小残余应力,另一方面可以避免固溶体分解,时效后就能保证型材的力学性能。
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