本文關鍵詞：靜電場對7075鋁合金時效成形性能的影響研究

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【摘要】：時效成形是為了解決飛機整體壁板成形問題而開發(fā)的新型技術,在未來航空航天工業(yè)領域有廣闊的應用前景。傳統(tǒng)時效成形工藝主要探討在溫度場及應力場對成形性能的研究。本文以航空用7075高強鋁合金為研究對象,將高壓靜電場引入時效成形工藝中,對合金分別進行不同電場強度的時效成形和電場固溶+電場時效成形處理,研究電場時效成形與電場固溶處理對7075鋁合金的時效成形的影響,并分別對比普通時效成形和普通電場固溶處理,分析合金力學性能、微觀組織的變化規(guī)律。本研究拓展了7075鋁合金時效成形的研究范圍,為時效成形技術的研究提供一種新思路。為了開展電場時效成形的試驗研究,設計并制備了具有良好絕緣性能的時效成形工裝。利用兩塊不銹鋼板材作為電極而制作的電場固溶設備,可以較好地完成7075鋁合金板材的固溶處理試驗。利用自制的試驗裝置開展了7075鋁合金電場時效成形及電場固溶+電場時效成形的試驗研究,探討了工藝參數對試件回彈率、微觀組織及力學性能的影響,并分析了電場對鋁合金的作用機理。研究結果表明:在7075鋁合金時效成形過程中施加電場,能夠促進應力松弛,提高合金的成形率,而且隨著電場強度的增加成形效果越好;施加電場對合金強度有一定的提升,但不顯著;相對普通時效成形,電場時效成形對合金的硬度和延伸率基本沒有影響。電場固溶處理可以加快7075鋁合金內部的合金元素的擴散,形成更多過飽和固溶體,使得電場時效處理后第二相析出增多且分布更加彌散。相比普通固溶+電場時效處理,隨著電場的增強,電場固溶處理+電場時效成形在一定限度上降低了合金的回彈率,但對合金強度影響不大。相較電場時效成形,電場固溶處理+電場時效成形更有利于合金強度提高,而且硬度值整體要高于電場時效成形;同時,電場固溶處理+電場時效成形對拉伸試件的延伸率有較明顯影響,最大延伸率達到17.12%,比普通固溶后的延伸率增加了3.82%。經SEM分析,通過電場固溶處理+電場時效成形后的試件拉伸斷口韌窩,均比普通固溶處理+電場時效成形的數量要多,且分布更均勻,表明合金的塑性得到了提高。
【關鍵詞】：7075鋁合金 電場時效成形 電場固溶 回彈率 力學性能
【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：V262
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-22
• 1.1 選題背景及意義8-9
• 1.2 7xxx系鋁合金發(fā)展概況及其特性9-11
• 1.2.1 7xxx系鋁合金發(fā)展及應用9-10
• 1.2.2 7xxx系鋁合金特性10-11
• 1.3 時效成形技術概況11-18
• 1.3.1 時效成形技術及其原理11-12
• 1.3.2 時效成形機理12-14
• 1.3.3 時效成形工裝設備14-16
• 1.3.4 國內外的時效成形技術發(fā)展16-18
• 1.4 靜電場對材料的影響18-21
• 1.4.1 靜電場對空位的影響18-20
• 1.4.2 靜電場對固態(tài)相變的影響研究20-21
• 1.5 本文研究的主要內容21-22
• 第2章 試驗材料和方法22-31
• 2.1 試驗材料22
• 2.2 試驗流程22-23
• 2.3 電場時效成形加載工裝23-25
• 2.4 靜電場電源的選配25
• 2.5 熱處理工藝25-26
• 2.5.1 電場固溶處理25-26
• 2.5.2 時效處理26
• 2.6 材料性能測試26-29
• 2.6.1 成形回彈率測量26-28
• 2.6.2 室溫拉伸性能測試28
• 2.6.3 維氏硬度測試28-29
• 2.7 微觀組織分析29
• 2.7.1 金相組織分析29
• 2.7.2 掃描電鏡分析29
• 2.8 本章小結29-31
• 第3章 外加電場下鋁合金時效成形機理分析31-38
• 3.1 引言31-32
• 3.2 Thomas-Fermi理論基本假設32-33
• 3.3 Thomas-Fermi方程33-34
• 3.4 電場對鋁合金空位的影響34-35
• 3.5 鋁合金時效成形強化機理35-37
• 3.5.1 應力松弛原理35-36
• 3.5.2 時效強化機理36-37
• 3.6 本章小結37-38
• 第4章 電場時效成形對7075鋁合金力學性能及微觀組織的影響38-48
• 4.1 引言38
• 4.2 試驗材料與方法38-39
• 4.3 回彈率分析39-40
• 4.4 拉伸試驗結果與分析40-41
• 4.5 硬度分析41-42
• 4.6 微觀組織分析42-47
• 4.6.1 斷口掃描電鏡分析42-44
• 4.6.2 金相組織分析44-45
• 4.6.3 掃描電鏡及能譜分析45-47
• 4.7 本章小結47-48
• 第5章 電場固溶處理對7075鋁合金時效成形性能影響48-58
• 5.1 引言48
• 5.2 試驗材料與方法48-49
• 5.3 回彈率分析49-51
• 5.4 力學拉伸試驗結果與分析51-52
• 5.5 硬度分析52-53
• 5.6 微觀組織分析53-57
• 5.6.1 斷口掃描電鏡分析53-54
• 5.6.2 金相組織分析54-55
• 5.6.3 掃描電鏡及能譜分析55-57
• 5.7 本章小結57-58
• 第6章 結論與展望58-60
• 6.1 本文的主要結論58-59
• 6.2 研究展望59-60
• 參考文獻60-65
• 攻讀學位期間發(fā)表文章65-66
• 致謝66

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