第41卷第3期 2016年3月
金属热广理
HEAT TREATMENT OFMETALS
中低温热处理对铸态AI-Mn-Mg合金析出行为的影响
张永曝，黄文荣
（中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，四川绵阳621900）
Vol. 41 No. 3 March 2016
（的析出行为。结果表明，由于Mg的存在而导致合金的析出与Al-Mn合金不同，即首先析出与基体呈明显取向关系的Mg:Si针状相。Mg:Si属于亚稳相，随着加热的持续进行不断溶解，同时在合金中形成AIMnSi弥散相。AIMnSi相的形成主要有两种途径，通过
MgSi形核与直接从基体中析出，前者呈链珠状沿一定方向排列，后者主要呈随机态分布。关键词：Al-Mn-Mg合金；中低温热处理；析出；Mg,Si
中图分类号：TG146.2文献标志码：A文章编号：0254-6051(2016)03-0076-05
Effectoflowandmediumtemperatureheattreatmentonprecipitation
behaviorofAl-Mn-Mgcastingalloy
Zhang Yonghao , Huang Wenrong
( Institute of Machinery Manufacturing Technology , China Academy of Engineering Physics , Mianyang Sichuan 621900 , China )
Abstract : Precipitation bahavior of A1-Mn-Mg alloy during low and medium temperatures (300-450 °C ) heat treatment was investigated by means of electrical conductivity mearsurement , transmission electron microscopy ( TEM) and energy dispersive X-ray spectrom ( EDX). The results show that the existence of Mg lead to different precipitation hehavior with Al -Mn alloys, i. e, Mg Si needles which have apparent Drientation relationship with the matrix precipitate firstly - As a metastable phase , the MgzSi will dissolve during further heating process Meanwhile the AlMnSi dispersoids form through two methods , one is to nucleate onto the former Mg2 Si needles , another way is to precipitate
directly from the matrix. The former ones align as bead chains along certain directions , while the latter ones are randomly distributed. Key words: Al-Mn-Mg alloy; heat treatment at low and medium temperatures ; precipitation ; Mg Si
Al-Mn-Mg合金是以Mn和Mg作为主要合金元素的铝合金，属于3xxx系Al-Mn合金的一个分支，其典型代表如AA3004、AA3104等由于其良好的耐蚀性以及减薄拉深性能而被广泛用于饮料包装的罐体材料。 Al-Mn-Mg合金铸锭通常采用半连续铸造（Directchill casting)方法生产，必须通过热处理（即均匀化处理）来消除晶内偏析，同时达到改善化合物与析出相形态和分布的目的"。根据文献报道，在3xxx系Al-Mn合金中约300℃以上即开始从过饱和固溶体中直接析出非常细小的纳米尺度AIMnSi/AIFeMnSi弥散相2]，它门往往优先形成于亚晶界以及位错等缺陷处，由于强烈的Zener钉扎效应3而严重阻碍晶界的迁移，这些弥散相在后续热处理中将随着温度的升高或保温时间的延长而发生长大和粗化，
关于Al-Mn合金热处理过程中的析出行为目前已收稿日期：2015-12-08
基金项目：国家自然科学基金（50901092）
作者简介：张永峰（1982一），男，工程师，博士，主要研究方向为金属材料的热处理，已发表论文8篇，联系电话：0816-2487673，E-mail：kevear@ foxmail. com
doi;10.13251/j. issn.0254-6051.2016.03.016
进行了较多研究[4$】，而对于添加了Mg的Al-Mn-Mg 系合金则报道相对较少，特别是该合金在中低温热处理阶段的析出行为鲜见明确报道。Mg元素的参与，无疑将会对合金的整体析出行为造成影响。6xxx系合金的研究发现Mg和Si较易结合而形成MgSi相.而 MgzSi并不稳定，在后续热处理中有向α-AlFeMnSi相过渡的趋势，且存在被称为“μ相”的中间相9]。因此，Mg的添加可能在很大程度上改变合金的析出行为，造成析出相形核与演变机理在根本上的不同。充分掌握含Mg的3xxx系合金在均匀化过程中的析出行为，尤其是中低温（300~450）阶段析出相的形成和演变特征，不仅有助于深人理解均匀化过程的重要意
义，也可为实际工业生产提供借鉴与参考。 1
试验材料及方法
所用材料为商用AA3104铝合金半连续铸锭，合金成分（质量分数，%）为0.9Mn、1.18Mg、0.41Fe、 0.22Si、0.18Cu、余量为Al。均匀化热处理样品由铸锭通过线切割加工成8mm×10mm×12mm的小块，热处理设备采用英国Lenton公司生产的PTF12/75/750 型三段管式炉，炉温精度±2℃。样品采用到温入炉