本文選題：Al-Zn-Mg-Cu合金 + 高壓扭轉(zhuǎn)　； 參考：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：Al-Zn-Mg-Cu合金作為新一代的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具有密度小、比強(qiáng)度高、韌性好、擴(kuò)散性能好、熱加工性能以及焊接性能優(yōu)異等特點(diǎn),被認(rèn)為是最有可能替代鋼、鐵的有色金屬材料。作為一種新型輕量化的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金在汽車工業(yè)、船舶工程、航空航天、國防軍工以及核工業(yè)等領(lǐng)域得到高度重視和廣泛應(yīng)用,尤其在航空工業(yè)領(lǐng)域,Al-Zn-Mg-Cu合金的用量已成為衡量現(xiàn)代航空工業(yè)先進(jìn)性的顯著標(biāo)志。本文結(jié)合Al-Zn-Mg-Cu合金的變形特點(diǎn),采用限制型高壓扭轉(zhuǎn)模具,在不同工藝參數(shù)(變形溫度、扭轉(zhuǎn)圈數(shù)、加載壓力)下對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金進(jìn)行高壓扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。采用多種現(xiàn)代材料表征技術(shù)(OM、EBSD和XRD)和相關(guān)定量計(jì)算理論,對(duì)不同工藝參數(shù)下變形后的試樣微觀組織、亞結(jié)構(gòu)(晶界特征及取向差)、晶粒取向、織構(gòu)、微觀應(yīng)變、位錯(cuò)密度等展開了深入研究。結(jié)果表明:高壓扭轉(zhuǎn)變形對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金微觀組織影響明顯,晶粒尺寸由21.7μm顯著細(xì)化到0.72μm,大角度晶界比例、位錯(cuò)密度明顯增加,織構(gòu)特征減弱,材料的各向異性減弱,組織均勻性增強(qiáng)。Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化程度高,微觀組織中存在大量的多元合金相,其形態(tài)、尺寸和分布對(duì)合金的性能具有重要影響。本文采用SEM、EDS和XRD技術(shù)對(duì)變形后合金中多元合金相的相組成、形貌、數(shù)量和分布進(jìn)行了深入研究,并對(duì)多元合金相回溶的微觀機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:變形溫度和扭轉(zhuǎn)圈數(shù)是影響多元合金相回溶的兩個(gè)關(guān)鍵因素,并對(duì)合金的相組成產(chǎn)生影響;高壓扭轉(zhuǎn)變形過程中隨著變形溫度和扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的增加,合金中AlCu相消失,η(MgZn_2)和θ(Al_2Cu)所對(duì)應(yīng)的衍射峰強(qiáng)度降低,合金變形后主要由α(Al)+η(MgZn_2)+θ(Al_2Cu)相組成。此外,對(duì)變形試樣開展室溫下力學(xué)性能測(cè)試,研究高壓扭轉(zhuǎn)變形工藝參數(shù)對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響規(guī)律,同時(shí)采用掃描電鏡對(duì)試樣斷口進(jìn)行掃描,對(duì)變形后合金的斷口形貌、微觀組織特征和斷裂機(jī)制進(jìn)行了深入分析。結(jié)果表明:高壓扭轉(zhuǎn)變形后Al-Zn-Mg-Cu合金的抗拉強(qiáng)度顯著提升,其最高抗拉強(qiáng)度達(dá)到了716MPa,提升幅度達(dá)到22%,材料的延展性也得到了一定程度提升,延伸率最高達(dá)到了14.8%;Al-Zn-Mg-Cu合金高壓扭轉(zhuǎn)變形后,試樣斷口表面出現(xiàn)了大量等軸韌窩,韌窩基底彌散分布著一些第二相粒子,合金的斷裂機(jī)制主要表現(xiàn)為微孔聚集型韌窩斷裂以及粗大第二相開裂斷裂。
[Abstract]:As a new generation of high quality structural materials, Al-Zn-Mg-Cu alloy is considered as the most likely non-ferrous metal material to replace steel and iron because of its low density, high specific strength, good toughness, good diffusibility, hot working property and excellent welding properties.As a new lightweight and high quality structural material, ultra-high strength Al-Zn-Mg-Cu alloy has been highly valued and widely used in automotive industry, ship engineering, aerospace, national defense and nuclear industry.Especially in the field of aviation industry, the dosage of Al-Zn-Mg-Cu alloy has become a significant symbol to measure the advanced nature of modern aviation industry.Combined with the deformation characteristics of Al-Zn-Mg-Cu alloy, the high pressure torsion experiment of Al-Zn-Mg-Cu alloy was carried out under different process parameters (deformation temperature, torsion circle number, loading pressure) by using a limited high-pressure torsion die.The microstructure, substructure (grain boundary characteristics and orientation difference), grain orientation, texture, microstrain of the samples deformed under different technological parameters were studied by using modern material characterization techniques such as OMN EBSD and XRD and relevant quantitative calculation theory.The dislocation density has been studied deeply.The results show that the high pressure torsional deformation has an obvious effect on the microstructure of Al-Zn-Mg-Cu alloy, the grain size is refined from 21.7 渭 m to 0.72 渭 m, the large angle grain boundary ratio, the dislocation density, the texture characteristics and the anisotropy of the Al-Zn-Mg-Cu alloy are obviously increased.The alloying degree of Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy is high, and there are a large number of multicomponent alloy phases in the microstructure. The morphology, size and distribution of Al-Zn-Mg-Cu alloy have an important effect on the properties of the alloy.In this paper, the phase composition, morphology, quantity and distribution of the multicomponent alloy phase in the deformed alloy were studied by means of SEM-EDS and XRD techniques, and the microcosmic mechanism of the phase re-dissolution of the multicomponent alloy was discussed.The results show that the deformation temperature and the number of torsion circles are the two key factors affecting the phase remelting of the multicomponent alloy, and the phase composition of the alloy is affected, and the deformation temperature and the number of torsion circles increase with the increase of the deformation temperature and the number of torsion circles during the high-pressure torsional deformation.The AlCu phase in the alloy disappears, and the diffraction peak intensity corresponding to 畏 -MgTiZn2) and 胃 -AlSn2Cu) decreases. After deformation, the alloy is mainly composed of 偽 -Al) 畏 -MgZn2) 胃 / Al2Cu2) phase.In addition, the mechanical properties of the specimens were tested at room temperature, and the influence of the process parameters of high-pressure torsion deformation on the tensile strength and elongation of the Al-Zn-Mg-Cu alloy was studied. At the same time, the fracture surface of the Al-Zn-Mg-Cu alloy was scanned by scanning electron microscope.The fracture morphology, microstructure and fracture mechanism of the deformed alloy were analyzed.The results show that the tensile strength of Al-Zn-Mg-Cu alloy increases remarkably after high pressure torsional deformation, the maximum tensile strength reaches 716 MPA, the lifting range is 22 and the ductility of the material is improved to a certain extent.After high pressure torsion deformation of Al-Zn-Mg-Cu alloy with the highest elongation, a large number of equiaxed dimples appeared on the fracture surface of the specimens, and some second phase particles were dispersed on the dimple substrate.The fracture mechanism of the alloy is mainly characterized by microporous aggregate dimple fracture and coarse second phase fracture.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG146.21

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1752545