本文關(guān)鍵詞：擠壓鑄造Mg-Nd(-Zr)合金工藝及凝固行為研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京有色金屬研究總院》 2011年

擠壓鑄造Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金熱處理工藝與組織性能研究

涂強(qiáng)  

【摘要】：本論文通過擠壓鑄造制備Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金鑄坯,采用布氏硬度測(cè)量、常溫拉伸試驗(yàn)、電導(dǎo)率試驗(yàn)測(cè)試了試驗(yàn)Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金在不同熱處理工藝下的力學(xué)性能以及抗應(yīng)力腐蝕性能,并利用金相組織觀察(OM)、掃描電鏡觀察(SEM)、X射線衍射物相分析、透射電鏡觀察(TEM)等手段,研究了不同熱處理工藝對(duì)試驗(yàn)鋁合金力學(xué)性能和顯微組織的影響。試驗(yàn)研究表明： 1) Al-Zn-Mg-Cu合金中復(fù)合添加Sc、Zr元素,晶粒得到明顯細(xì)化,晶粒尺寸由100μm左右減小到40μm左右,合金晶粒為均勻球狀晶組織。擠壓鑄造使Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金坯料致密度明顯提高,與重力鑄造相比,相同澆注模具100MPa壓力下凝固,合金致密度提高約5%,壓力繼續(xù)增加致密度基本不變。 2) Al-7.8Zn-2.2Mg-l.6Cu-0.2Sc-0.2Zr合金較合適的單級(jí)固溶制度為“470℃/24h+水淬”,較合適的雙級(jí)固溶工藝為"460℃/24h+480℃/10h+水淬”；試驗(yàn)合金擠壓鑄造坯料經(jīng)過"460℃/24h+470℃/8h+485℃/2h+水淬+120℃/24h時(shí)效”處理后合金抗拉強(qiáng)度σb和延伸率δ分別達(dá)到597MPa和12.5%。 3)合金經(jīng)過強(qiáng)化固溶處理后,合金中粗大的共晶相溶解更充分,淬火后固溶體的過飽和度增加以及晶界共晶相引起應(yīng)力集中的趨勢(shì)減小,經(jīng)后續(xù)時(shí)效處理后強(qiáng)度、塑性都得到明顯提高。 4)試驗(yàn)合金經(jīng)過120℃/24h單級(jí)時(shí)效處理后力學(xué)性能最佳,此時(shí)合金中晶內(nèi)析出相主要是針狀η′的和少量短棒狀η,時(shí)效過程中合金表現(xiàn)出很高的抗時(shí)效能力,強(qiáng)度硬度保持很高的穩(wěn)定性。經(jīng)過雙級(jí)時(shí)效和回歸再時(shí)效處理后力學(xué)性能明顯下降原因是由于鑄造組織未經(jīng)過變形處理,基體中缺少位錯(cuò)、空位等缺陷使得GP區(qū)與η′相在第二級(jí)時(shí)效保溫過程中不能及時(shí)的回溶到基體中,析出相進(jìn)一步粗化導(dǎo)致合金強(qiáng)度和塑性降低。 5)擠壓鑄造態(tài)合金經(jīng)多級(jí)固溶+T6時(shí)效處理后具有較好的抗應(yīng)力腐蝕性能(電導(dǎo)率35.6%IACS)和較好的塑性(延伸率12.5%),合金抗應(yīng)力腐蝕性能較好其主要原因是晶界析出相呈斷續(xù)分布,合金在腐蝕過程中陽(yáng)極是一個(gè)個(gè)孤立的質(zhì)點(diǎn),相對(duì)腐蝕過程減慢；時(shí)效后合金晶界無沉淀析出帶為20nm-30nm,寬度較寬,由于無沉淀析出帶較軟,合金受力過程中在晶界無沉淀析出帶處產(chǎn)生應(yīng)力松弛,合金塑性較好。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TG166
【目錄】：

摘要5-6

Abstract6-10

1 緒論10-23

1.1 Al-Zn-Mg-Cu系合金的研究11-14

1.1.1 國(guó)外Al-Zn-Mg-Cu系合金的研究11-13

1.1.2 國(guó)內(nèi)Al-Zn-Mg-Cu系合金的研究13-14

1.2 超高強(qiáng)鋁合金合金化機(jī)理14-17

1.2.1 主合金元素14-15

1.2.2 微合金元素15-17

1.2.3 雜質(zhì)元素17

1.3 超高強(qiáng)鋁合金的組織與性能的關(guān)系17-18

1.4 超高強(qiáng)合金的熱處理工藝18-20

1.4.1 鑄錠均勻化處理18-19

1.4.2 固溶處理19

1.4.3 時(shí)效機(jī)制19-20

1.5 Al-Zn-Mg-Cu系合金擠壓鑄造20

1.6 超高強(qiáng)鋁合金的研究熱點(diǎn)20-21

1.7 本課題研究的意義和內(nèi)容21-23

1.7.1 本課題研究的意義21-22

1.7.2 本課題主要研究?jī)?nèi)容22-23

2 試驗(yàn)研究方法23-30

2.1 材料制備24-26

2.1.1 合金成分設(shè)計(jì)24-25

2.1.2 試驗(yàn)原料和設(shè)備25

2.1.3 擠壓鑄造工藝25-26

2.2 實(shí)驗(yàn)方案26-27

2.2.1 合金退火處理26

2.2.2 固溶處理26-27

2.2.3 時(shí)效處理27

2.3 實(shí)驗(yàn)方法27-30

2.3.1 性能測(cè)試27-28

2.3.2 合金的顯微組織結(jié)構(gòu)分析28-30

3 試驗(yàn)合金熱處理工藝研究30-36

3.1 試驗(yàn)合金退火工藝研究30-31

3.2 固溶處理對(duì)擠壓鑄造合金性能的影響31-34

3.3 時(shí)效工藝對(duì)合金力學(xué)性能的影響34-35

3.4 本章小結(jié)35-36

4 試驗(yàn)合金顯微組織與性能的變化規(guī)律36-52

4.1 合金擠壓鑄造態(tài)顯微組織與性能關(guān)系36-40

4.1.1 合金擠壓鑄造態(tài)顯微組織36-38

4.1.2 分析與討論38-40

4.2 合金退火后的組織40-44

4.2.1 合金退火處理后顯微組織40-41

4.2.2 分析與討論41-44

4.3 固溶處理后試驗(yàn)合金的組織與性能44-48

4.3.1 合金經(jīng)固溶處理后顯微組織44-46

4.3.2 分析與討論46-48

4.4 時(shí)效處理后合金的組織與性能48-51

4.4.1 合金經(jīng)時(shí)效處理后的顯微組織48-49

4.4.2 分析與討論49-51

4.5 本章小結(jié)51-52

5 合金擠壓鑄造態(tài)和擠壓變形態(tài)的組織和性能對(duì)比52-58

5.1 合金擠壓鑄造態(tài)和擠壓變形態(tài)熱處理后組織對(duì)比52-54

5.2 合金擠壓鑄造態(tài)和擠壓變形態(tài)熱處理后性能對(duì)比54-57

5.3 本章小結(jié)57-58

結(jié)論58-59

參考文獻(xiàn)59-63

在學(xué)研究成果63-64

致謝64

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