發(fā)布時間：2019-08-04 14:44

【摘要】：7075鋁合金作為有著高強度且可熱處理的一種合金,因其優(yōu)良的機械加工性能以及在加工成型,耐磨、抗腐蝕、抗氧化等方面也表現(xiàn)優(yōu)異,得到廣泛應用。在航空航天、建筑、汽車等諸多領域經(jīng)常作為十分重要的結構性材料。7075鋁合金多數(shù)的加工辦法是軋制,但是7075鋁合金強度很高,加工有一定的難度,因此對其軋制工藝及變形特性的研究有著重要的現(xiàn)實意義。本研究以7075鋁合金的初始鑄態(tài)和初始鍛態(tài)坯料為原料,制定合理的多道次軋制工藝并進行實驗,重點對不同初始狀態(tài)的坯料以及不同的道次變形量對軋制后板材組織和性能的影響進行研討,并研究軋制過程中7075鋁合金的動態(tài)再結晶及軋制后板材的織構,以及不同熱處理方案對板材性能的影響。主要研究內(nèi)容和結果如下:對初始鑄坯和初始鍛坯分別在5%、11%、16%道次壓下量下軋制,研究發(fā)現(xiàn)兩種坯料的軋制后板材在軋制方向的各項力學性能參數(shù)均要好于軋制的橫向,終軋后不同初始狀態(tài)板材的在RD方向的力學性能接近,道次壓下量越大,TD方向的力學性能越好。隨著軋制的進行,在軋制方向晶粒逐漸向梭形變化,晶粒大小表現(xiàn)為明顯的不均勻狀態(tài)。板材的組織是形變組織和動態(tài)再結晶組織的混合組織。初始鑄態(tài)在11%道次壓下量的終軋后軋制方向的力學性能相對較好,屈服強度332MPa、抗拉強度376MPa、延伸率19%。初始鍛態(tài)在16%道次壓下量的終軋后軋制方向的力學性能相對較好,屈服強度333MPa、抗拉強度367MPa、延伸率16%。初始鑄坯的7075鋁合金在軋制后,板材組織更容易出現(xiàn)動態(tài)再結晶,軋制后組織織構主要集中在α以及β取向線上,并且在軋制的過程中,由垂直于RD的方向向垂直于ND的方向轉(zhuǎn)變。T6熱處理方案在對板材抗拉強度和屈服強度的提升方面有較好的作用,初始鍛態(tài)16%道次壓下量板材屈服強度581MPa、抗拉強度608MPa、延伸率14%。初始鑄態(tài)板材在熱處理后,晶粒取向由集中向分散轉(zhuǎn)變,而初始鍛態(tài)板材在熱處理后沒有太大變化。
【圖文】：

使得學者們對 Al-Zn-Mg 系合金再次關注。1970~1980 年代，美國的科研人員以 7075 合金為基礎，因工業(yè)實際運用中抗應力腐蝕敏感性強的缺點，同時需要一些特殊的性能，通過對合金重元素的調(diào)整，研發(fā)出了多種新型合金，如 7178 合金、7070 合金、7175 合金、7475 合金等。接著 1975 年又發(fā)出高韌性的 7149-T73 合金。同時加拿大鋁業(yè)公司（Alcan）也開發(fā)出具有高強度及較好的抗應力腐燭開裂性能的 7010 合金和 7012 合金[7-9]。在 1980 年代，以 7150 鋁合金為基礎，美國鋁業(yè)公司成功研制出 7055 鋁合金，在 1993 年獲得專利，這一牌號的鋁合金被稱為王牌鋁合金。與 7150 鋁合金 T6 熱處理狀態(tài)比較，7055 鋁合金 T77 熱處理狀態(tài)的材料強度高 10%，比 7075 鋁合金T6 狀態(tài)超過了 25%以上，并且綜合性能好，目前 7055 鋁合金 T77 熱處理狀態(tài)在波音 777 客機的機翼桁條、上翼蒙皮等部分都得到了應用[7,8,10,11]。在 1990 年代，美國、日本、英國等較發(fā)達的工業(yè)國家，采用噴射成形等前沿技術研發(fā)出了的含鋅元素超過 8%的超高強鋁合金材料，滿足了交通運輸業(yè)中對良好抗腐蝕性能、高強度的結構件的需求。

圖 1-2 連續(xù)動態(tài)再結晶新晶粒的形成[35]在變形后的金屬材料受熱加工后，發(fā)生再結晶，再結晶形核的取向，成核晶粒的長大，對再結晶過程后的材料取向的分布有很大關系。鋁板在較大壓下量軋后，再加熱從而發(fā)生再結晶，一般會出現(xiàn)立方織構以及 R 織構，二者的含量受到金屬合金的純度，，合金內(nèi)的雜質(zhì)元素的影響[38-40]。鋁合金的層錯能較高，變形后進行回復會大幅降低金屬的缺陷密度，再結晶的驅(qū)動力會降低，再結晶的進行速度會減緩；不進行回復處理的話，金屬內(nèi)的儲存能較高，可以作為金屬再結晶的驅(qū)動力，再結晶的晶核可以在各個方向較快的長大，會使織構的組成的多種多樣，立方織構的長大會失去優(yōu)勢。并且，因為金屬合金材料在發(fā)生成型變形時，組織的變形并不均勻，材料內(nèi)部會出現(xiàn)不均勻織構[41-42]。金屬材料發(fā)生再結晶的種類有動態(tài)再結晶以及靜態(tài)再結晶，前者主要是在材料發(fā)生了塑性變形時產(chǎn)生，而后者則主要是材料變形后加熱時產(chǎn)生。一般的再結晶指的是材料在退火時,由形變儲能所驅(qū)動的,將大角度晶界轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生新的晶粒的變化過程。靜態(tài)再結晶一般都表述的是退應變硬化金屬材料,將
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TG146.21;TG335.5


本文編號：2522995