本文關鍵詞：熱變形（壓縮、ECAP）-預回復對超高強鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr組織性能及各向異性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：7000系鋁合金作為一種高強度鋁合金,在熱變形過程中會伴隨著微觀組織的演變,材料可能會產生各向異性,而細小晶粒組織通�？梢允购辖皤@得優(yōu)良機械性能。等通道轉角擠壓(ECAP,Equal Channel Angular Pressing)是一種可以制備出致密、大塊、較均勻的超細晶材料的大塑性變形方法。本文設計并制備出超高強鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr,研究熱變形(熱壓縮、ECAP)—預回復對其組織性能的調控,并初步探索不同工藝下材料各向異性表現(xiàn)。主要研究工作及結論如下:(1)研究45%熱壓縮—固溶—時效工藝對超高強鋁合金組織性能的影響。結果表明,合金具有較高強度,其峰時效(120℃×48h)屈服強度與抗拉強度分別為656.2 Mpa及710.7 Mpa。合金在硬度及電導率上存在各向異性,兩者性能均是L-T方向優(yōu)于L-S及T-S(即縱向L、橫向T和短橫向S)。XRD及EBSD定量分析得出合金位錯強化與晶界強化總強化為42.1 MPa。高強鋁合金在T-S、L-S及L-T三個方向峰時效下晶間腐蝕最大深度分別為186.31μm、212.74μm及111.79μm,合金晶間腐蝕最大深度及腐蝕形貌均存在各向異性。三個方向峰時效下剝落腐蝕等級分別為PB、EA、EB,同樣呈現(xiàn)各向異性。(2)研究45%熱壓縮—預回復—固溶—時效處理對高強鋁合金組織性能的影響。結果表明,對比上工藝,預回復處理使晶粒略微細化,EBSD分析平均晶粒尺寸從19.32μm減小到17.76μm,低角度晶界比例從0.798增加到0.821。相比于熱壓—固溶態(tài),合金強度略微提升,其峰時效下屈服強度與抗拉強度分別為667.5Mpa及720.0 Mpa。合金硬度及電導率性能均是L-TL-ST-S(由好到差)。XRD及EBSD定量分析得出位錯強化與晶界強化總強化為32.1 MPa,材料內部位錯強化被完全消耗。合金在T-S、L-S及L-T三個方向峰時效下晶間腐蝕等級依然是四級,L-T方向最好。剝落腐蝕等級分別為PC、EB、EB,T-S方向剝落腐蝕性能較佳。預回復并沒有改善合金抗腐蝕性能及消除材料各向異性。(3)研究45%熱壓縮—ECAP—預回復—固溶—時效對超高強鋁合金組織性能的影響。結果表明,合金在三個方向上晶粒不同程度長大,部分晶粒趨于等軸狀,由粗大再結晶晶粒和大量亞晶組成。EBSD分析得平均晶粒尺寸及低角度晶界比例分別為23.20μm及0.516。合金強度下降,其在120℃×48h時效下屈服強度與抗拉強度分別為578.6及626.1 MPa MPa,但塑性顯著提升,延伸率從7.0%提升至12.8%。顯微硬度、電導率及XRD實驗可知:ECAP使材料組織更加均勻,有效消除織構。ECAP改善合金抗晶間腐蝕性能,合金T-S、L-S及L-T三個方向在120℃×48h時效下晶間腐蝕最大深度分別為90.11μm、82.66μm及101.63μm。但ECAP沒有改善合金抗剝落腐蝕性能,三個方向剝落腐蝕等級分別為EA、EB、EB。ECAP有效改善材料各向異性。(4)研究45%熱壓縮—ECAP—熱壓縮—預回復—固溶—時效對超高強鋁合金組織性能的影響。結果表明,后續(xù)壓縮使晶粒細化,合金內部分布更多亞晶(腐蝕后呈黑色)。EBSD分析得平均晶粒尺寸及低角度晶界比例分別為14.99μm及0.486。合金強度略微提升,其在120℃×48h時效制度下屈服強度與抗拉強度分別為585.4 MPa及631.0 MPa,材料延伸率為12.6%。后續(xù)壓縮并沒有使合金顯微硬度與電導率呈明顯各向異性。而合金抗晶間腐蝕性能略微降低,其T-S、L-S及L-T方向在峰時效下晶間腐蝕最大深度分別為115.18μm、70.46μm及102.66μm,剝落腐蝕等級分別為EB、EA、EA,T-S方向性能較差。后續(xù)熱壓沒有改善ECAP態(tài)合金綜合性能。
【關鍵詞】：Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr鋁合金 熱變形 ECAP 預回復 各向異性 微觀組織
【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;TG166.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 本文研究背景12-13
• 1.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金發(fā)展進程13-15
• 1.2.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化15-17
• 1.2.3 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金熱處理制度17-18
• 1.3 等通道轉角擠壓法（ECAP）18-24
• 1.3.1 ECAP基本介紹與原理18-19
• 1.3.2 ECAP工藝參數(shù)19-23
• 1.3.3 等通道轉角擠壓（ECAP）應用前景23-24
• 1.4 7000 系鋁合金高溫變形行為24-26
• 1.4.1 回復24-25
• 1.4.2 連續(xù)動態(tài)再結晶（CDRX）25-26
• 1.5 合金各向異性26-28
• 1.5.1 合金各向異性26-27
• 1.5.2 合金向異性的改善27-28
• 1.6 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的腐蝕類型28-29
• 1.6.1 點腐蝕28
• 1.6.2 晶間腐蝕28-29
• 1.6.3 剝落腐蝕29
• 1.7 7000 系鋁合金微觀組織結構表征29-31
• 1.7.1 X射線衍射分析29
• 1.7.2 電子背散射衍射分析29-31
• 1.8 本課題研究意義和內容31-32
• 第二章 材料的制備及性能檢測方法32-40
• 2.1 材料制備過程33-36
• 2.1.1 實驗設備與檢測儀器33
• 2.1.2 合金熔煉33-34
• 2.1.3 擠壓加工34
• 2.1.4 實驗熱處理工藝34-35
• 2.1.5 熱壓縮工藝35
• 2.1.6 ECAP大應變加工及后續(xù)熱壓縮35-36
• 2.2 合金微觀組織分析36-37
• 2.2.1 SEM分析36
• 2.2.2 金相觀察（OM）36-37
• 2.2.3 XRD分析37
• 2.2.4 EBSD分析37
• 2.3 性能測試37-39
• 2.3.1 顯微硬度37
• 2.3.2 電導率測試37-38
• 2.3.3 拉伸性能實驗38
• 2.3.4 抗腐蝕性能測試38-39
• 2.4 本章小結39-40
• 第三章 熱變形-固溶-時效態(tài)下超高強鋁合金的組織性能及其各向異性40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 實驗方法40-41
• 3.3 實驗結果41-52
• 3.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布41-43
• 3.3.2 XRD分析及位錯密度43-47
• 3.3.3 力學性能與電導率47-50
• 3.3.4 抗晶間腐蝕性能50-51
• 3.3.5 抗剝落腐蝕性能51-52
• 3.4 分析與討論52-54
• 3.4.1 強化機理52-54
• 3.4.2 抗腐蝕性能及各向異性54
• 3.5 本章小結54-56
• 第四章 熱壓縮-預回復-固溶-時效下超高強鋁合金的組織性能及其各向異性56-69
• 4.1 引言56
• 4.2 實驗方法56-57
• 4.3 實驗結果57-67
• 4.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布57-59
• 4.3.2 XRD分析及位錯密度59-61
• 4.3.3 力學性能與電導率61-64
• 4.3.4 抗晶間腐蝕性能64-65
• 4.3.5 抗剝落腐蝕性能65-67
• 4.4 分析與討論67-68
• 4.4.1 強化機理67
• 4.4.2 抗腐蝕性能及各向異性67-68
• 4.5 本章小結68-69
• 第五章 熱壓縮-ECAP-預回復-固溶-時效下超高強鋁合金的組織性能及其各向異性69-83
• 5.1 引言69
• 5.2 實驗方法69-70
• 5.3 實驗結果70-80
• 5.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布70-72
• 5.3.2 XRD分析及位錯密度72-74
• 5.3.3 力學性能與電導率74-77
• 5.3.5 抗晶間腐蝕性能77-78
• 5.3.6 抗剝落腐蝕性能78-80
• 5.4 分析與討論80-81
• 5.4.1 強化機理80-81
• 5.4.2 抗腐蝕性能及各向異性81
• 5.5 本章小結81-83
• 第六章 熱壓縮-ECAP-熱壓縮-預回復-固溶-時效下超高強鋁合金的組織性能及其各向異性83-96
• 6.1 引言83
• 6.2 實驗方法83-84
• 6.3 實驗結果84-94
• 6.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布84-86
• 6.3.2 XRD分析及位錯密度86-88
• 6.3.3 力學性能與電導率88-91
• 6.3.4 抗晶間腐蝕性能91-92
• 6.3.5 抗剝落腐蝕性能92-94
• 6.4 分析與討論94-95
• 6.4.1 強化機理94-95
• 6.4.2 抗腐蝕性能及各向異性95
• 6.5 本章小結95-96
• 第七章 總結與展望96-100
• 7.1 全文工作小結96-97
• 7.2 本文主要創(chuàng)新點97-98
• 7.3 工作展望98-100
• 參考文獻100-105
• 致謝105-106
• 攻讀碩士學位期間科研成果106

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據庫 前10條

1 鄭立靜,陳昌麒,周鐵濤,劉培英,曾梅光;ECAP細晶機制及對純鋁顯微組織和力學性能的影響[J];稀有金屬材料與工程;2004年12期

2 黃震威,曹湛,武保林,王洪順;ECAP條件下純鋁的應變行為模擬研究[J];沈陽航空工業(yè)學院學報;2005年01期

3 杜忠澤;曹小芳;符寒光;王經濤;趙西成;;ECAP變形低碳鋼的組織變化規(guī)律[J];北京科技大學學報;2006年05期

4 王渠東;陳勇軍;張陸軍;林金寶;翟春泉;;Microstructure and mechanical properties of AZ31-0.5%Si alloy processed by ECAP[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2006年S3期

5 斯志軍;丁雨田;周懷存;胡勇;;ECAP變形后純銅的熱穩(wěn)定性研究[J];鑄造技術;2008年11期

6 彭北山;劉志義;寧愛林;許曉嫦;黨朋;曾蘇民;;ECAP變形過程中θ′相的碎化及溶解行為分析[J];稀有金屬材料與工程;2008年11期

7 畢見強;;Effect of ECAP Pass Number on Mechanical Properties of2Al2 Al Alloy[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science Edition);2008年01期

8 張靜;張克實;WU Hwai-Chung;于梅花;;Experimental and numerical investigation on pure aluminum by ECAP[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年05期

9 宋丹;馬愛斌;江靜華;林萍華;楊東輝;;Corrosion behavior of ultra-fine grained industrial pure Al fabricated by ECAP[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2009年05期

10 楊西榮;趙西成;付文杰;;鈦及鈦合金ECAP變形研究進展[J];材料導報;2010年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據庫 前10條

1 Qiang Fan;Wei Liang;Liping Bian;Manqing Cheng;;Effect of ECAP Pass on Corrosion Behavior of High-Al Content Magnesium Alloys[A];中國材料大會2012第18分會場：先進鎂合金及其應用論文集[C];2012年

2 戈曉嵐;許曉靜;汪建敏;居志蘭;;ECAP仿真與組織分析[A];2004年中國材料研討會論文摘要集[C];2004年

3 戈曉嵐;許曉靜;汪建敏;居志蘭;;ECAP仿真與組織分析[A];2004年材料科學與工程新進展[C];2004年

4 張振軍;段啟強;吳世丁;楊剛;張哲峰;;層錯能對ECAP制備超細晶銅鋅合金高周疲勞行為的影響[A];第十五屆全國疲勞與斷裂學術會議摘要及論文集[C];2010年

5 許曉靜;曹進琪;姜玉杰;陸樹顯;張雪峰;;TA2在823K溫度ECAP變形后的拉伸性能與位錯強化[A];2006年全國功能材料學術年會專輯[C];2006年

6 何運斌;潘清林;覃銀江;李文斌;梁文杰;劉曉艷;Yu Lung CHIU;;ECAP法制備細晶ZK60鎂合金的組織與性能[A];有色金屬工業(yè)科學發(fā)展——中國有色金屬學會第八屆學術年會論文集[C];2010年

7 王立忠;王經濤;陳金德;;低碳鋼的ECAP擠壓變形及其組織超細化的研究[A];第八屆全國塑性加工學術年會論文集[C];2002年

8 Yi Zhang;Fuyin Han;Yongsheng Wang;Wei Liang;Ping Wang;Jiaxue You;Xiting Zhong;;Microstructure and Mechanical Properties of Mg-6Zn-2Si Alloy Processed by Equal Channel Angular Pressing[A];中國材料大會2012第18分會場：先進鎂合金及其應用論文集[C];2012年

9 王立忠;陳金德;王經濤;;低碳鋼的ECAP擠壓變形及其組織超細化的研究[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學會年會論文集[C];2002年

10 孟麗;肖靈;于鐘德;;電刺激參數(shù)與ECAP閾值關系的研究[A];中國聲學學會第十屆青年學術會議論文集[C];2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 郭廷彪;ECAP制備超細晶銅的組織演變、織構特征及力學性能研究[D];蘭州理工大學;2010年

2 房大然;等通道轉角擠壓（ECAP）鋁合金的力學性能和斷裂行為[D];天津大學;2007年

3 鄭志軍;ECAP制備的塊體納米晶304不銹鋼的組織演變、力學性能與腐蝕行為[D];華南理工大學;2012年

4 邊麗萍;ECAP擠壓亞共晶Al-Mg_2Si原位復合材料強韌化研究[D];太原理工大學;2011年

5 何運斌;ECAP超細晶ZK60鎂合金的制備及其相關基礎研究[D];中南大學;2011年

6 徐淑波;等通道彎角擠壓（ECAP）變形機理數(shù)值模擬與實驗研究[D];山東大學;2006年

7 宋杰;時效及ECAP處理無鎳Ti基記憶合金相變與力學行為研究[D];上海交通大學;2011年

8 劉曉燕;室溫ECAP變形工業(yè)純鈦變形行為及組織性能研究[D];西安建筑科技大學;2014年

9 盧慶亮;準晶增強Mg-Zn-Y合金的ECAP變形組織及力學性能[D];山東大學;2006年

10 韓富銀;ECAP變形AZ61-4Si和ZK60-4Si耐熱鎂合金組織與性能的研究[D];太原理工大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據庫 前10條

1 陳曉強;超聲波輔助等徑角擠壓超細晶制備工藝及性能評估[D];深圳大學;2015年

2 王力;ECAP純鈦板材冷軋變形的組織與性能研究[D];西安建筑科技大學;2015年

3 陳曉奇;ECAP純鈦的晶粒取向分布計算機模擬[D];西安建筑科技大學;2015年

4 馬偉洲;純鈦板材ECAP變形及組織性能研究[D];西安建筑科技大學;2015年

5 胡玉軍;ECAP工藝對H65黃銅第二相狀態(tài)及性能影響的研究[D];江西理工大學;2015年

6 樊強;室溫等通道轉角擠壓(ECAP)對純鎂組織及性能的影響[D];太原理工大學;2013年

7 王康;外場對低溫ECAP制備1050合金退火組織與性能的影響[D];東北大學;2014年

8 陳洋;熱變形（壓縮、ECAP）-預回復對7085鋁合金擠壓材組織性能及各向異性的影響[D];江蘇大學;2016年

9 張景玉;熱變形（壓縮、ECAP）-預回復對超高強鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr組織性能及各向異性的影響[D];江蘇大學;2016年

10 葉小青;ECAP塑性力學分析與拉拔工藝研究[D];西安建筑科技大學;2001年

  本文關鍵詞：熱變形（壓縮、ECAP）-預回復對超高強鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr組織性能及各向異性的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：259973