發(fā)布時(shí)間：2018-03-06 07:25

  本文選題：超高強(qiáng)鋁合金　切入點(diǎn)：軋制　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：7000系鋁合金從研發(fā)之初到現(xiàn)在,因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能,一直被廣泛的應(yīng)用于各行各業(yè)。對于7000系鋁合金的研發(fā)和研究也一直是國內(nèi)外金屬領(lǐng)域的熱點(diǎn)。由于航空航天和汽車領(lǐng)域的應(yīng)用,大型化的結(jié)構(gòu)件不僅要求鋁合金具有較高的強(qiáng)度,高塑性,還要求鋁合金具備良好的淬透性。本文以自行研發(fā)的8種7000系超高強(qiáng)軋制材鋁合金為實(shí)驗(yàn)材料,采用控制變量法,探究了Mg、Cu和Zr對7000系超高強(qiáng)軋制材鋁合金組織與性能的影響,初步探究了影響7000系鋁合金淬透性的主要因素。采用的主要性能檢測方法有:硬度測試、拉伸測試、晶間腐蝕試驗(yàn)、剝落腐蝕試驗(yàn)和端淬試驗(yàn)。采用的主要組織與微結(jié)構(gòu)檢測方法有:XRD、金相觀察、EBSD、電鏡觀察和能譜分析。主要研究工作及主要結(jié)論如下:(1)采用端淬實(shí)驗(yàn)、電鏡觀察和能譜檢測的方法,研究了影響7000系鋁合金淬透性的主要因素。結(jié)果表明,影響7000系鋁合金淬透性的主要因素有Mg元素、Zn/Mg、Zn+Mg+Cu、Zr元素含量、Si元素含量以及合金主合金元素Zn、Mg和Cu的原子半徑差總和?R(原子體積差總和?V)。Zr、Si以及高原子半徑差總合?R(原子體積差總和?V)都會(huì)降低合金的淬透性。定性分析顯示,當(dāng)Zr和Si含量較高時(shí),即使合金的原子半徑差總和較小,合金也無法保持很好的淬透性;當(dāng)Zr和Si含量較低時(shí),即使合金原子半徑差總和較高,合金也能保持很好的淬透性。要提高合金淬透性,既需要降低合金的原子半徑差總和,也要控制合金中Zr含量和Si含量在較低的水平。標(biāo)準(zhǔn)多元線性回歸法定量分析顯示,影響7000系高合金化鋁合金淬透性的因素按影響作用大小依次為Mg?R(?V)Zn/MgZn+Mg+CuSiZrFe。其中Mg、Zn/Mg和Fe對7000系鋁合金淬透性有利,?R(?V)、Zn+Mg+Cu、Si和Zr對7000系鋁合金淬透性有害。(2)開發(fā)了綜合性能優(yōu)異的3種成分為Al-8.95Zn-x Mg-1.18Cu-0.44Zr的7000系鋁合金,Mg元素含量分別為2.57%、2.21%、1.89%。研究了Mg對7000系超高強(qiáng)軋制鋁合金組織性能的影響。結(jié)果表明,Mg元素含量為2.21%時(shí),合金綜合性能最好,T6、T76時(shí)效態(tài)強(qiáng)度高達(dá)651.7MPa、645.6MPa,同時(shí)具備較好的塑性,延伸率分別為10.7%,15.4%,單端淬透深度高達(dá)85mm。Mg元素有顯著促進(jìn)再結(jié)晶,降低位錯(cuò)和小角度晶界強(qiáng)化的效果,也能提高合金的固溶時(shí)效沉淀強(qiáng)化。同時(shí)Mg元素能改善因?yàn)闊釅汉蛙堉票粔罕饫L的晶粒的形狀,使扁長狀晶粒向等軸晶轉(zhuǎn)變,從而提高軋制材合金的抗剝落腐蝕性能,但會(huì)降低合金的抗晶間腐蝕性能。(3)開發(fā)了綜合性能優(yōu)異的3種成分為Al-8.86 Zn-2.33Mg-1.79 Cu-x Zr的7000系鋁合金,Zr元素含量分別為0.382%、0.462%、0.573%。研究了Zr對7000系超高強(qiáng)軋制鋁合金組織性能的影響。結(jié)果表明,Zr元素含量為0.382%時(shí),合金綜合性能最好,T6、T76時(shí)效態(tài)強(qiáng)度高達(dá)649.9 MPa、650.8 MPa,延伸率分別為6.2%,7.6%,單端淬透深度高達(dá)105 mm。Zr元素有抑制再結(jié)晶,細(xì)化晶粒,提高位錯(cuò)和小角度晶界強(qiáng)化的效果,但會(huì)降低合金的固溶時(shí)效沉淀強(qiáng)化效果。當(dāng)Zr元素含量大于0.382%時(shí),Zr會(huì)降低合金的強(qiáng)度,而且因?yàn)槠湟种圃俳Y(jié)晶,使得熱壓和軋制被壓扁拉長的晶粒的形狀很難向等軸晶轉(zhuǎn)變,所以合金的抗晶間腐蝕和抗剝落腐蝕性能也會(huì)變差。(4)開發(fā)了綜合性能優(yōu)異的兩種成分為Al-8.44 Zn-1.8Mg-x Cu-0.148Zr的7000系鋁合金,Cu元素含量分別為1.28%和2.36%。研究了Cu元素對7000系超高強(qiáng)軋制鋁合金組織性能的影響。結(jié)果表明,Cu元素含量為2.36%時(shí),合金綜合性能最好,T6、T76時(shí)效態(tài)強(qiáng)度高達(dá)648.0 MPa、615.2 MPa,延伸率分別為16.4%,19.3%,單端淬透深度高達(dá)120 mm。Cu元素具有促進(jìn)再結(jié)晶的效果,同時(shí)能顯著提高合金的小角度晶界比例,提高合金的小角度晶界強(qiáng)化效果,從而提高合金的塑性加工硬化能力。Cu元素能顯著提高合金的固溶時(shí)效沉淀強(qiáng)化效果,從而進(jìn)一步提高合金的強(qiáng)度,還能提高合金的塑性。除此之外,Cu元素還能提高合金的抗晶間腐蝕性能,但是會(huì)削弱合金的抗剝落腐蝕性能。
[Abstract]:7000 Aluminum Alloy development from the beginning to now, because of its excellent performance, has been widely used in all walks of life. For the 7000 Aluminum Alloy system development and research also has been the focus of domestic and foreign metal field. Due to the application of the aerospace and automobile industries, large-scale structure not only has high requirements Aluminum Alloy the strength, high plasticity, but also Aluminum Alloy have good hardenability. In this paper, 8 kinds of 7000 series of self-developed ultra high strength rolled material Aluminum Alloy as experimental materials, using the method of control variable, to explore the Mg, Cu and Zr on the 7000 line of ultra high strength impact Aluminum Alloy microstructure and properties of rolled material the preliminary inquiry, the main factors affecting 7000 Aluminum Alloy hardenability. Detection method of main performance are: the hardness test, tensile test, intergranular corrosion test, corrosion test and end quenching test. The main organization and micro structure detection 鏂規(guī)硶鏈，

本文編號(hào)：1573882