本文關鍵詞：7055鋁合金中的磁致塑性效應研究　出處：《江蘇大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：7055鋁合金屬于高強鋁合金,在航空航天和軌道交通領域有著廣泛應用,其發(fā)展的限制環(huán)節(jié)在于其塑性變形能力有待提高。本文基于磁致塑性效應,開展靜磁場靜態(tài)處理實驗和脈沖強磁場拉伸實驗,借助XRD圖譜分析、金相、掃描電鏡、透射電鏡、力學性能、殘余應力等現代材料檢測技術,探究不同磁感應強度下7055鋁合金組織和性能的變化規(guī)律,特別關注磁場對合金塑變能力的改善效果。本文取得的研究成果主要有以下四個方面:(1)靜磁場靜態(tài)處理實驗結果表明:磁場處理試樣的抗拉強度小幅度降低,延伸率先升高后降低,殘余應力先降低后升高,在B=3T時,材料的抗拉強度σb=555MPa、延伸率δ=10.5%、殘余應力σv=38MPa,與空白試樣(σb=565MPa,δ=7.5%,σv=122MPa)相比,抗拉強度降低了1.8%,延伸率提高了40%,殘余應力降低了68.9%,材料綜合性能最優(yōu)。從微觀組織來看,當B=3T時,纏結位錯發(fā)生有序化,出現位錯網絡和位錯墻,晶界處鏈狀分布的η(Mg Zn2)相在磁場作用下向晶內溶解,在晶內形成與基體處于半共格關系的η'相,從而促進了材料塑性的提高。(2)對比“靜磁場靜態(tài)處理”和“脈沖強磁場靜態(tài)處理”實驗結果,兩者差異性表現為:靜磁場作用穩(wěn)定、持續(xù),位錯主要表現為湮滅機制,呈現出“有序化、低密度”的特征;而單個脈沖作用短暫,脈沖強磁場中位錯主要表現為增殖機制,呈現出“高纏結、高密度”的特征。共同點表現為:位錯退釘扎是磁處理的內在機制,在這一機制的作用下,材料的塑性和內部殘余應力均在B=3T時最優(yōu),該值是磁致塑性效應的一個最優(yōu)參數點,與磁場的類型無關。(3)脈沖強磁場拉伸實驗結果表明:材料的抗拉強度和延伸率同步變化,呈現先升高后降低的變化趨勢,在B=3T時達到最優(yōu)值,材料的抗拉強度σb=587MPa和延伸率δ=8.3%,相比于初始樣分別提高了3.9%和10.7%。從組織變化來看,B3T,隨著磁感應強度的增加,位錯密度上升,位錯強化促進了抗拉強度的升高,低場強下,磁場使位錯組織趨于有序化,促使材料的塑性提高;B3T,位錯密度隨磁感應強度增加而增大,材料組織進一步變形,金屬材料的磁導率下降,磁場下位錯有序化效果降低,位錯出現塞積,材料的性能下降。(4)材料的強韌性變化是由于磁場對材料內部組織產生了影響,而內部組織的變化主要集中體現在位錯和合金相的變化,這些變化的誘因,究其根本要從原子尺度和電子尺度來解釋,即為磁致塑性的量子效應。磁場主要影響電子的運動特征,可促使位錯原子與障礙物原子間的電子對由反向自旋轉變?yōu)橥蜃孕?原子間結合的化學鍵減弱甚至被打破,原子活動性增強,有利于自身的遷移、重新組合。在原子的運動過程中,材料內部缺陷(空位、位錯)以及合金相發(fā)生了改變,位錯退釘扎并發(fā)生了有序化運動,合金相固溶并重新析出,改變了原有的形態(tài),促使材料性能發(fā)生了變化。從定量角度分析磁場下位錯動力學機制:磁場作用下,位錯芯膨脹,纏結位錯有序化,位錯釘扎阻力減小,促進位錯的退釘扎,位錯運動能力增強。
[Abstract]:The results show that the tensile strength of 7055 aluminum alloy is reduced by 1.8 % , the elongation is increased by 40 % , the residual stress is reduced by 68.9 % , the residual stress 蟽v = 38MPa , and the residual stress is reduced by 68.9 % . ( 2 ) Compared with the experimental results of " static magnetic field static processing " and " pulsed strong magnetic field static processing " , the difference of the two is that the static magnetic field acts stably , continuously , the dislocation is mainly characterized by an annihilation mechanism , exhibits a characteristic of " ordering and low density " . In the process of atom movement , dislocation core is expanded , dislocation is ordered , dislocation pinning resistance is reduced , dislocation is promoted and dislocation movement capability is enhanced .

【學位授予單位】：江蘇大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21

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本文編號：1428538