本文關(guān)鍵詞：熱變形（壓縮、ECAP）-預(yù)回復(fù)對超高強(qiáng)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(qiáng)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(chǎn)生各向異性,而細(xì)小晶粒組織通�？梢允购辖皤@得優(yōu)良機(jī)械性能。等通道轉(zhuǎn)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(xì)晶材料的大塑性變形方法。本文設(shè)計并制備出超高強(qiáng)鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr,研究熱變形(熱壓縮、ECAP)—預(yù)回復(fù)對其組織性能的調(diào)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(jié)論如下:(1)研究45%熱壓縮—固溶—時效工藝對超高強(qiáng)鋁合金組織性能的影響。結(jié)果表明,合金具有較高強(qiáng)度,其峰時效(120℃×48h)屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度分別為656.2 Mpa及710.7 Mpa。合金在硬度及電導(dǎo)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(qiáng)化與晶界強(qiáng)化總強(qiáng)化為42.1 MPa。高強(qiáng)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(yù)回復(fù)—固溶—時效處理對高強(qiáng)鋁合金組織性能的影響。結(jié)果表明,對比上工藝,預(yù)回復(fù)處理使晶粒略微細(xì)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(qiáng)度略微提升,其峰時效下屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度分別為667.5Mpa及720.0 Mpa。合金硬度及電導(dǎo)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(qiáng)化與晶界強(qiáng)化總強(qiáng)化為32.1 MPa,材料內(nèi)部位錯強(qiáng)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(yù)回復(fù)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(yù)回復(fù)—固溶—時效對超高強(qiáng)鋁合金組織性能的影響。結(jié)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(jié)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(qiáng)度下降,其在120℃×48h時效下屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)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(dǎo)率及XRD實(shí)驗(yàn)可知:ECAP使材料組織更加均勻,有效消除織構(gòu)。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(yù)回復(fù)—固溶—時效對超高強(qiáng)鋁合金組織性能的影響。結(jié)果表明,后續(xù)壓縮使晶粒細(xì)化,合金內(nèi)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(qiáng)度略微提升,其在120℃×48h時效制度下屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)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(dǎo)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(guān)鍵詞】：Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr鋁合金 熱變形 ECAP 預(yù)回復(fù) 各向異性 微觀組織
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)角擠壓（ECAP）應(yīng)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(fù)24-25
• 1.4.2 連續(xù)動態(tài)再結(jié)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(diǎn)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(shí)驗(yàn)設(shè)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(shí)驗(yàn)熱處理工藝34-35
• 2.1.5 熱壓縮工藝35
• 2.1.6 ECAP大應(yīng)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(dǎo)率測試37-38
• 2.3.3 拉伸性能實(shí)驗(yàn)38
• 2.3.4 抗腐蝕性能測試38-39
• 2.4 本章小結(jié)39-40
• 第三章 熱變形-固溶-時效態(tài)下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性40-56
• 3.1 引言40
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法40-41
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)性能與電導(dǎo)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(qiáng)化機(jī)理52-54
• 3.4.2 抗腐蝕性能及各向異性54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第四章 熱壓縮-預(yù)回復(fù)-固溶-時效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性56-69
• 4.1 引言56
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法56-57
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)性能與電導(dǎo)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(qiáng)化機(jī)理67
• 4.4.2 抗腐蝕性能及各向異性67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 熱壓縮-ECAP-預(yù)回復(fù)-固溶-時效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性69-83
• 5.1 引言69
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法69-70
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)性能與電導(dǎo)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(qiáng)化機(jī)理80-81
• 5.4.2 抗腐蝕性能及各向異性81
• 5.5 本章小結(jié)81-83
• 第六章 熱壓縮-ECAP-熱壓縮-預(yù)回復(fù)-固溶-時效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性83-96
• 6.1 引言83
• 6.2 實(shí)驗(yàn)方法83-84
• 6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)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(xué)性能與電導(dǎo)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(qiáng)化機(jī)理94-95
• 6.4.2 抗腐蝕性能及各向異性95
• 6.5 本章小結(jié)95-96
• 第七章 總結(jié)與展望96-100
• 7.1 全文工作小結(jié)96-97
• 7.2 本文主要創(chuàng)新點(diǎn)97-98
• 7.3 工作展望98-100
• 參考文獻(xiàn)100-105
• 致謝105-106
• 攻讀碩士學(xué)位期間科研成果106

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