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摘要如何提高铝合金在高温下的使用性能，是铝合金研究中的一大课题。本文对含质量分数 0.3%Cr、0.4%Cu、1.0%Si、0.8%Mg、0.1%Fe 的 6061 铝合金进行显微表征。通过不同的保温及加热状态，研究 Mn 对铝合金热处理后合金显微组织和性能的影响，以指导高温合金工艺改善。通过光学显微镜、扫描电子显微镜对样品微观组织进行观察。研究中，采用电解抛光、聚焦离子束进行原子探针样品的制备加工，并采用氦离子显微镜去除Ga离子加工造成对材料的损伤和污染。运用先进的三文原子探针技术对材料合金中元素的分布进行原子尺度的分析。结果显示 Mn 能够促进均质化过程，且发现了氧化物异质形核的现象。31796
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毕业论文关键词 6061 铝合金 高温铝合金 三文原子探针 聚焦离子束 氦离子显微镜
Title Microstructural evolution of high-temperature and high-strengthaluminum alloy.
AbstractIt is an important research of aluminum alloy concerning of ways of improvingit performance at high temperature.In this paper, it investigated themicrostructure of 6061 Al alloys containing Cr,0.3wt.%, Cu,0.4wt.%, Si,1.0wt.%, Mg,0.8wt.% and Fe,0.1wt% .For the process optimization of hightemperature alloy, it discussed the effect of Mn addition on the microstructureand properties of alluminum alloy which experienced various heat preservationand heat state.In the research,it adopted the electropolishing and the focusedions beam to prepare the APT tip samples.The helium ion microscope was operatedto remove the Ga ions contamination and pollution on tip sample after focused ionbeams milling. It used the advanced three-dimensional atom probe technique toanalyze the distribution of element in the material at atomic scale. The resultsreveal that Mn can promote the homogenization process and the phenomenon of oxideheterogeneity nucleation is found.
Keywords 6061 Al alloy High-temperature alloy Three-dimensional atom probeFocused ion beam Helium ion microscope
目 次
1 引言（或绪论） 1
1.1 6XXX 铝合金介绍 … 1
1.2 实验内容和意义 4
1.3 材料表征方法介绍 … 5
2 实验方案… 9
2.1 实验流程介绍 … 9
2.2 组织观察 … 9
2.3 三文原子探针表征 10
3 实验结果 14
3.1 光学显微镜观察结果 … 14
3.2 扫描电子显微镜观察结果 … 14
3.3 三文原子探针分析结果 17
结论 25
致谢 26
参考文献27
1 引言（或绪论）
1.1 6XXX铝合金介绍1.1.1 6XXX铝合金性能应用铝合金是现代工业材料的重要组成部分。铝合金质量轻，比强度高，广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶等领域，是非常好的结构材料。其中，6XXX 铝合金主要成分包括 Al、Si和 Mg。由于 Mg 和 Si 的固态溶解度随温度变化较大，因此固溶处理淬火后通过时效过程可形成析出相强化。6XXX 铝合金为中高强度铝合金，其具有良好的综合力学性能,在建筑和汽车方面有重要的应用[2]。许多国内外科研人员均对6XXX铝合金的组织性能进行了深入研究[1-4]。其中的 6061铝合金，具有良好的抗腐蚀性、抗氧化性、加工性等优良特性，可加工成各种结构件[5]。传统的 6XXX 铝合金通过添加多种合金元素来细化晶粒，改变析出相尺寸分布，同时可以通过改善热处理工艺获得良好的使用性能[5]。由于不同元素的添加，会对析出相的尺寸及分布产生显著影响，因此对合金成分添加的效果的研究一直是该领域的热点。6XXX 铝合金主要化学成分见表 1.1。几种常见6XXX 铝合金室温力学性能见表1.2[6]。表 1.1 6XXX铝合金化学成分Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 其他 Al0.4-0.8 0.7 0.15-0.4 0.15 0.8-1.2 0.04-0.35 0.25 0.15 0.15 余量表 1.2 几种常见 6XXX铝合金室温力学性能[6]合金和状态 σb(MPa) σ0.2(MPa) δ(%)6063-T4 170 90 226063-T5 185 145 126063-T6 240 215 126061-T6 310 275 126013-T6 395 365 116005-T5 262 241 96082-T6 315 280 126066-T6 395 359 126070-T6 335 241 86205-T6 310 290 111.