發(fā)布時間：2020-08-20 12:40

【摘要】：7xxx系鋁合金因其質輕、比強度高、斷裂韌性好和優(yōu)異的耐蝕性成為飛機制造業(yè)和交通運輸領域不可或缺的主體結構材料之一。本文利用電子背散射衍射儀(EBSD)、X射線衍射儀(XRD)、金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)及維氏硬度、拉伸試驗,電導率、晶間腐蝕(IGC)及剝落腐蝕(EXCO)試驗研究了升溫速率(3.6℃/h、180℃/h),固溶溫度(250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、470℃)及固溶保溫時間(2h、24h)對自制Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr合金微結構、力學性能及耐蝕性的影響,目的是為超高強鋁合金微結構及性能的優(yōu)化提供可靠的實驗依據(jù)。在本文實驗條件下,主要工作及結論如下:(1)研究了Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr合金初始態(tài)及在快速或慢速連續(xù)升溫過程中的性能演變、微結構演變與外部主要影響因素(升溫速率、固溶溫度)之間的內在聯(lián)系。結果表明,固溶溫度和升溫速率對初始形變儲能低的合金擠壓材微結構影響不大。隨固溶溫度上升,合金硬度先降后升,電導率先升后降,硬度和電導率負相關;升溫速率加快,硬度升高,電導率降低;升溫至470℃時,合金硬度和電導率基本穩(wěn)定,升溫速率的快慢對其影響不大。(2)研究了后續(xù)熱變形工藝(預熱:400℃/2h,變形量:40%)對合金擠壓材微結構與性能的影響。結果表明,熱壓變形后合金內部形變儲能增加,晶格畸變程度高,位錯密度增大。隨著固溶溫度的上升,合金小角度晶界數(shù)量增加,抑制再結晶能力增強;隨升溫速率加快,晶粒長大,再結晶程度提高,等軸性增強;升溫至470℃時,快速升溫降低了合金抑制再結晶的能力。熱加工變形使合金硬度降低,電導率提高。(3)研究了Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr合金擠壓材在快速或慢速升溫(升溫速率:3.6℃/h、180℃/h)-固溶(在470℃保溫2h、24h)-水淬-T6時效(121℃/24h)下的微結構與性能。結果表明,合金擠壓材在快速升溫、固溶短時間保溫-T6時效下的綜合性能最佳。此時,合金抗拉強度(σb)達到735.6MPa,屈服強度(σs)為691.7MPa,延伸率(δ)為6.1%,拉伸斷口為穿晶韌窩斷裂。沿棒材徑向截面取樣的晶粒組織細小等軸分布,硬度為218.1HV,電導率為25.9%IACS,晶間腐蝕深度為66.23μm,剝落腐蝕為PB級;沿棒材軸向截面取樣的樣品晶粒被拉長,硬度為223.9HV,電導率為26.0%IACS,晶間腐蝕深度為77.91μm,剝落腐蝕為EC+級。(4)研究了Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr合金擠壓材經(jīng)熱壓-快速或慢速升溫-固溶-水淬-T6時效后的微結構及性能。結果表明,合金經(jīng)熱壓后在慢速升溫、固溶短時間保溫-T6時效下的性能最好。此時,σb為708.7MPa,σs為661.9MPa,δ為8.1%,拉伸斷口為穿晶韌窩斷裂。沿棒材徑向截面取樣的晶粒組織細小等軸分布,硬度為218.9HV,電導率為25.3%IACS,晶間腐蝕深度為63.01μm,剝落腐蝕為PC級;沿棒材軸向截面取樣的樣品晶粒由拉長的纖維狀向等軸狀轉變,硬度為211.4HV,電導率為25.7%IACS,晶間腐蝕深度為61.31μm,剝落腐蝕為EB級。本文研究表明:Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr擠壓材經(jīng)熱壓變形-快速或慢速升溫-固溶-水淬-T6時效后表現(xiàn)出良好的強度和塑性,抗晶間腐蝕性能略有下降;熱壓變形后,初始形變儲能增加,隨固溶溫度上升,抑制再結晶能力增強;升溫速率加快,小角度晶界含量減少,再結晶程度提高;延長固溶保溫時間,晶粒長大,硬度基本無變化,電導率下降,抗晶間腐蝕性能降低,對抗剝落腐蝕性能影響不明顯。
【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;TG379

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本文編號：2797984