【摘要】：鋁及鋁合金是除了鋼鐵材料之外用量最多、應用范圍最廣泛的第二大類金屬,其產(chǎn)量占有色合金的第一位。其中較常見的7075鋁合金是一種強度高、密度低但耐蝕性較差的超硬鋁合金,被廣泛應用于航天航空、建筑、軍事等領域。7075鋁合金在服役過程中,尤其是在沿海環(huán)境中容易發(fā)生腐蝕,目前的研究主要集中于如何使合金提高強度的同時改善其耐腐蝕性能等方面。本文采用單輥熔體旋轉(zhuǎn)冷卻法對熔融的7075鋁合金進行快速冷卻,得到細晶7075鋁合金帶材。隨后將細晶7075鋁合金帶材進行熱擠壓制備出鋁合金棒材。通過差示掃描量熱法(DSC)、掃描電子顯微鏡分析(SEM)、X射線衍射(XRD)、電子背散射衍射技術(EBSD)分析、硬度測試、拉伸試驗等測試手段,分別對快速凝固鋁合金帶材、甩帶熱擠壓鋁合金棒材、鑄態(tài)熱擠壓鋁合金棒材的顯微組織、力學性能進行研究;對棒材的熱處理工藝進行探索,通過電化學試驗對熱處理態(tài)鋁合金擠壓材的耐腐蝕性能進行研究,得到以下結論:(1)7075鋁合金在真空狀態(tài)下經(jīng)過快速凝固處理后,形成了細晶合金薄帶,得到的鋁合金晶粒與鑄態(tài)鋁合金相比大幅細化。帶材接觸銅輪側的晶粒細小均勻,遠離銅輪形成的晶粒較銅輪側粗大。由于快速凝固時冷卻速度快,合金元素在鋁基體中的溶解度增大,鋁合金產(chǎn)生晶格畸變,晶格常數(shù)增大,晶格常數(shù)為4.05406?。快速凝固過程為非平衡凝固過程,快速凝固工藝使具有7075鑄態(tài)鋁合金擇優(yōu)取向的晶粒重新處于無序的取向分布狀態(tài),不具有擇優(yōu)取向。甩帶7075鋁合金的晶粒細小均勻,平均晶粒大小為4.4μm。(2)采用熱擠壓工藝將細晶7075鋁合金帶材加工成可以應用在結構零件上的棒材。隨著熱擠壓溫度的升高,棒材組織逐漸致密化,雖然晶粒有所粗化,但強度和塑性仍有所提升;在擠壓比為16,擠壓溫度為500℃的條件下,熱擠壓棒材獲得最優(yōu)的力學性能,抗拉強度為517.1 MPa,斷后伸長率為8.8%。甩帶鋁合金經(jīng)過熱擠壓后與鑄態(tài)熱擠壓相比,合金晶粒尺寸大幅細化,但晶粒更容易長大。無擇優(yōu)取向鋁合金薄帶在經(jīng)過熱擠壓工藝后,沿擠壓方向形成強烈的111絲織構,及少量的001絲織構,絲織構對鋁合金強度有著積極的貢獻。(3)在擠壓比16,擠壓溫度為500℃條件下,甩帶熱擠壓鋁合金棒材的最佳熱處理工藝為固溶480℃×0.5 h+時效120℃×24 h,此時甩帶熱擠壓棒材料試樣的硬度為194.89HV,抗拉強度為653.3 MPa,斷后伸長率為6.3%。合金的自腐蝕電位E_(corr)為-0.733 V,腐蝕電流密度I_(corr)為6.17μA/cm~2。在此熱處理工藝下,甩帶鋁合金能獲得較鑄態(tài)鋁合金更優(yōu)異的強度,以及優(yōu)異的耐腐蝕性能。
【圖文】：

第二章 實驗材料、儀器及測試方法2.1 實驗材料及工藝方法2.1.1 7075 鋁合金材料成分本研究中，，選用購自西南鋁業(yè)(集團)有限責任公司的商用 7075 鋁合金作為實驗原料，利用光譜儀對鋁合金進行成分測定，合金中各元素成分含量如表 2-1 所示。表 2-1 7075 鋁合金化學成分，(質(zhì)量分數(shù)，wt.%)Table 2-1 Chemical compositions of 7075 aluminum alloy (wt.%)元素 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Tiwt.% 0.12 0.48 1.94 0.06 2.22 0.26 5.92 0.142.1.2 工藝方法本研究中，對 7075 鋁合金采用的工藝流程方法如圖 2-1 所示。

第二章 實驗材料、儀器及測試方法表 2-2 真空甩帶機主要的工藝參數(shù)Table 2-2 Main parameters of the vacuum melt spinning equipment項目 參數(shù)型號 WK-Ⅱ熔化物料（g） 5-10 g銅輪表面線速度（m/s） 0-70 線性可調(diào)電源功率(kW) 35工作氣體 高純氬 Ar 99.999%冷卻方式 水冷主要配置 SP-35 高頻電源； FF160-620 分子泵；9#機械泵真空度（Pa） 9.9×10-5
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TG146.21;TG379

【參考文獻】

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本文編號：2641738