發(fā)布時間：2017-07-26 10:19

  本文關鍵詞：固溶過程中升溫速率及淬火速率對7075鋁合金板材的組織及性能的影響

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【摘要】：航空航天用7000系鋁合金是可熱處理強化鋁合金,與傳統(tǒng)的2000系和Al-Li鋁合金相比,具有較好的綜合力學性能和耐蝕性。作為高強鋁合金,在航空航天以及交通運輸?shù)阮I域都有廣泛應用,是極為重要的高強輕質結構零部件材料。在已開發(fā)的7000系鋁合金的基礎上改進現(xiàn)有的熱處理工藝來提高鋁合金的綜合性能是目前最經濟、實用的方法。本文采用西南鋁業(yè)公司生產的3mm厚的7075鋁合金板材(成分為Al-5.40Zn-2.20Mg-1.38Cu-0.16Cr-0.08Mn-0.03Ti-0.26Fe-0.11Si)作為研究對象,按照固溶淬火、人工時效的工藝流程進行熱處理。對固溶升溫速率采用200oC/h的固溶升溫過程進行了研究,對采用不同固溶升溫速率的固溶處理的組織和性能進行了比較,對淬火介質分別采用室溫水、沸水以及靜止空氣的淬火處理進行了研究,并利用熱電偶記錄儀、電導率儀、金相顯微鏡(OM)、顯微硬度計、掃描電子顯微鏡(SEM)、電子背散射衍射(EBSD)、透射電子顯微鏡(TEM)等分析測試技術對熱處理后的7075鋁合金板材的微觀組織演變及力學性能進行了詳細的分析與討論。實驗結果表明,在固溶升溫階段,采用200oC/h的升溫速率進行升溫,隨著溫度的升高,冷軋的7075鋁合金板材中可溶析出相逐漸溶進鋁基體,電導率值逐漸減小;在400oC~450oC之間,硬度值由于可溶析出相大量溶解產生固溶強化的作用而顯著增大。在固溶升溫過程,樣品發(fā)生了再結晶,但是由于彌散相以及析出相對晶界遷移的阻礙作用使得晶粒組織多為拉長的再結晶晶粒組織,僅在三叉晶界處存在少量的等軸晶粒組織。在升溫過程,當溫度低于450oC時,隨著溫度的升高,小角度晶界的比例逐漸增加,大角度晶界的比例逐漸減少,織構強度亦逐漸增大;當溫度高于450oC時,隨著溫度的升高,小角度晶界的比例逐漸減小而大角度晶界的比例逐漸增加,織構強度亦逐漸減小。TEM結果表明,在固溶升溫階段,隨著溫度的升高,位錯等缺陷逐漸減少,當溫度升高至固溶線溫度以上時,可溶析出相開始溶于鋁基體,在475oC保溫30min后樣品中僅剩下含鐵連續(xù)相、彌散相等粗大的不可溶相。在以不同固溶升溫速率進行固溶處理的研究中,隨著升溫速率的增大,固溶淬火后的樣品中被拉長的晶粒組織逐漸被細小、等軸的晶粒取代。其中,以50oC/h升溫速率進行固溶處理的樣品中主要是被拉長的晶粒組織,以20484oC/h升溫速率進行固溶處理的樣品中被拉長的晶粒組織少,大部分為近似等軸的再結晶晶粒。隨著升溫速率的增大,{001}100立方織構的強度逐漸減小,小角度晶界的比例逐漸減小,大角度晶界的比例逐漸增大。對于7075鋁合金3mm厚的板材,室溫水、沸水以及靜止空氣等淬火介質對應的淬火冷卻速率分別為270oC/s、30oC/s、0.5oC/s。由于室溫水淬火冷卻速率大于臨界冷卻速率,過飽和固溶體在淬火冷卻過程幾乎沒有發(fā)生分解,獲得的過飽和度最大,電導率值最小;沸水淬火冷卻速率小于臨界冷卻速率,過飽和固溶體只在冷卻過程較小的溫度區(qū)間發(fā)生分解,因此在晶內和晶界析出少量的、細小的析出相;而靜止空氣的淬火冷卻速率遠小于臨界冷卻速率,大量過飽和固溶體在淬火冷卻過程發(fā)生分解,在晶內和晶界上析出大量的析出相,同時在晶界存在較寬的晶界無析出帶,電導率值最大。室溫水淬的樣品由于具有最大的過飽和度,在進行人工時效處理時,析出許多細小彌散的析出強化相,所以具有最高的抗拉強度,而采用靜止空氣淬火的樣品過飽和度最低,所以在人工時效后的抗拉強度最小。
【關鍵詞】：7075鋁合金 升溫速率 淬火介質 再結晶 析出相
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V252.2
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 緒論9-22
• 1.1 引言9-11
• 1.2 7000系鋁合金的強化11-12
• 1.3 7000系鋁合金的熱處理12-15
• 1.4 固溶熱處理的發(fā)展及現(xiàn)狀15-16
• 1.5 7000系鋁合金的淬火敏感性及研究現(xiàn)狀16-20
• 1.6 研究內容及意義20-22
• 2 實驗材料及方法22-27
• 2.1 實驗材料22
• 2.2 實驗過程及研究方法22-24
• 2.2.1 200oC升溫速率固溶處理22-23
• 2.2.2 不同固溶升溫速率的固溶處理23
• 2.2.3 不同淬火介質淬火處理23-24
• 2.3 分析測試方法24-27
• 2.3.1 電導率（EC）測試24
• 2.3.2 掃描電子顯微（SEM）分析24
• 2.3.3 電子背散射衍射（EBSD）分析24-25
• 2.3.4 溫度曲線25
• 2.3.5 力學性能測試25-26
• 2.3.6 金相顯微分析26
• 2.3.7 透射電子顯微鏡（TEM）分析26-27
• 3 慢速升溫速率的固溶處理27-40
• 3.1 熱分析（DSC）27-28
• 3.2 不同狀態(tài)下的性能分析28-30
• 3.2.1 淬火后的電導率和硬度28-29
• 3.2.2 人工時效后的硬度29-30
• 3.3 微觀組織分析30-38
• 3.3.1 掃描電子顯微鏡（BSE）分析30-31
• 3.3.2 升溫過程不同溫度下微觀組織分析31-34
• 3.3.3 升溫過程不同溫度下樣品的取向差分析34-36
• 3.3.4 透射電子顯微鏡（TEM）分析36-38
• 3.4 本章小結38-40
• 4 不同固溶升溫速率的固溶處理40-48
• 4.1 到溫放樣升溫速率測定40-41
• 4.2 微觀組織分析41-45
• 4.2.1 不同升溫速率的晶粒組織41-43
• 4.2.2 不同升溫速率條件下的取向差分析43-45
• 4.3 室溫水淬后的性能45-46
• 4.4 人工時效后的硬度46
• 4.5 本章小結46-48
• 5 不同淬火速率淬火研究48-58
• 5.1 淬火冷卻曲線48-49
• 5.2 顯微組織分析49-52
• 5.2.1 SEM分析49-51
• 5.2.2 金相組織分析51-52
• 5.3 不同淬火介質的樣品性能測試52-56
• 5.3.1 電導率及硬度52-54
• 5.3.2 室溫拉伸54-56
• 5.4 本章小結56-58
• 6 結論58-59
• 致謝59-60
• 參考文獻60-64

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 田哲;易丹青;劉會群;王斌;涂曉萱;江勇;唐聰;;固溶處理對Al-5.8Cu-0.6Mg-0.6Ag-0.3Nd合金組織和力學性能的影響[J];中國有色金屬學報;2015年09期

2 T.Ram Prabhu;;An Overview of High-Performance Aircraft Structural Al Alloy-AA7085[J];Acta Metallurgica Sinica(English Letters);2015年07期

3 郝瑞文;翟建科;吳挺;;探討高強鋁合金熱處理技術[J];科技與企業(yè);2014年11期

4 劉文義;梁御陽;張志清;黃光杰;;單級和雙級固溶熱處理對AA7085合金性能的影響[J];熱加工工藝;2013年12期

5 劉勝膽;李承波;歐陽惠;鄧運來;張新明;劉星興;;超高強7000系鋁合金的淬火敏感性[J];中國有色金屬學報;2013年04期

6 曹景竹;王祝堂;;鋁合金在航空航天器中的應用(1)[J];輕合金加工技術;2013年02期

7 陳送義;陳康華;彭國勝;方華嬋;;固溶溫度對Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金組織與應力腐蝕的影響[J];粉末冶金材料科學與工程;2010年05期

8 肖代紅;陳康華;羅偉紅;;固溶熱處理對AA7085鋁合金組織與性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2010年03期

9 劉吉東;曹志強;張紅亮;李廷舉;王家淳;;7050鋁合金均勻化工藝的確定[J];機械工程材料;2009年08期

10 任建平;宋仁國;陳小明;李杰;;7xxx系鋁合金熱處理工藝的研究現(xiàn)狀及進展[J];熱加工工藝;2009年06期

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本文編號：575906