导　　师： 张卫文

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： Al-Cu合金是一类典型的高强韧铝合金,具有较高的力学性能、良好的加工能力、优良的耐热性能等,在航空航天、交通运输等领域得到广泛应用。高性能铸造Al-Cu合金往往需要严格控制杂质元素,如Fe和Si。因此被迫大量使用低杂质含量的电解铝。随着废杂铝存量的日益增加,杂质控制难度显著增大,为了实现废铝的循环再利用,顺应绿色铸造、节能减排和可持续发展的发展趋势,开发高性能、低成本的新型铝铜合金材料,探索相应的材料制备与成形新技术,对拓展Al-Cu合金的应用具有重要意义。本文以高Fe、Si含量的铸造Al-5.0Cu-0.6Mn合金为研究对象,基于超声处理、中和变质和挤压铸造等手段,利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、差热分析（DSC）、X射线衍射（XRD）、和同步辐射X射线断层扫描（SRXCT）等手段,分析了Si含量、挤压压力、超声处理以及压力超声复合作用对合金微观组织和力学性能的影响,重点探讨了合金中的富铁相形成特点及其作用。论文的主要结论如下:（1）Si含量和挤压压力显著影响铸态和热处理态高铁含量Al-5.0Cu-0.6Mn合金的微观组织和力学性能。发现当Fe含量为0.7%和1.2%时,随着Si含量由0%增加到1.1%,铸态合金中的富铁相由Al3（FeMn）和或Al6（FeMn）转变为α-Fe;在重力铸造下,合金的强度随着Si含量的增加而降低,而在挤压铸造下则随着Si含量的增加而缓慢增加,主要原因是压力使合金中的孔洞消失,细小的α-Fe起钉扎作用阻止位错运动。（2）热处理态合金中,在0.7Fe和1.2Fe合金中,随着Si含量由0%增加到1.1%,富铁相由α（CuFe）向α-Fe转变。合金强度随着Si含量的增加而增加,主要原因是Si促进细小紧凑结构α-Fe的形成和析出弥散分布的T相。75 MPa挤压压力下,T5热处理状态的Al-5.0Cu-0.6Mn-0.7Fe-0.5Si合金获得较佳的综合力学性能,其抗拉强

关 键 词： 超声处理 挤压铸造 合金 富铁相 力学性能 三维形貌

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