Al-Mg-Si合金中针棒状析出相时效析出动力学及强化模拟研究

通过与计算相图数据库相耦合,建立了Al-Mg-Si三元合金体系中针棒状析出相时效析出动力学和时效强化模型,考虑了析出相形貌对形核、生长、粗化以及强化效果的影响.通过该模型可以获得不同时效工艺下析出相微观组织特征参数的变化及对应的屈服强度变化.

利用该模型模拟了Al-Mg-Si合金在不同时效工艺条件下的时效析出过程和屈服强度变化,并与实验结果及Lifshitz-Slyozov-Wanger粗化模型计算结果进行了对比.基于模型研究并分析了析出相长径比、界面能、合金元素含量以及析出相成分对Al-Mg-Si合金时效析出动力和强化效果的影响.

结果表明:不同的界面能和长径比会影响形核密度和析出相尺寸,进而影响合金屈服强度.增加基体中Mg含量可以促进时效析出,提高合金屈服强度,而基体中Si含量的增加对合金屈服强度并不产生明显影响。