【摘要】：7xxx系鋁合金因其質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、斷裂韌性好和優(yōu)異的耐蝕性成為飛機(jī)制造業(yè)和交通運(yùn)輸領(lǐng)域不可或缺的主體結(jié)構(gòu)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(yàn),電導(dǎo)率、晶間腐蝕(IGC)及剝落腐蝕(EXCO)試驗(yàn)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(shí)間(2h、24h)對(duì)自制Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.221Zr-0.047Sr合金微結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及耐蝕性的影響,目的是為超高強(qiáng)鋁合金微結(jié)構(gòu)及性能的優(yōu)化提供可靠的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在本文實(shí)驗(yàn)條件下,主要工作及結(jié)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(guò)程中的性能演變、微結(jié)構(gòu)演變與外部主要影響因素(升溫速率、固溶溫度)之間的內(nèi)在聯(lián)系。結(jié)果表明,固溶溫度和升溫速率對(duì)初始形變儲(chǔ)能低的合金擠壓材微結(jié)構(gòu)影響不大。隨固溶溫度上升,合金硬度先降后升,電導(dǎo)率先升后降,硬度和電導(dǎo)率負(fù)相關(guān);升溫速率加快,硬度升高,電導(dǎo)率降低;升溫至470℃時(shí),合金硬度和電導(dǎo)率基本穩(wěn)定,升溫速率的快慢對(duì)其影響不大。(2)研究了后續(xù)熱變形工藝(預(yù)熱:400℃/2h,變形量:40%)對(duì)合金擠壓材微結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明,熱壓變形后合金內(nèi)部形變儲(chǔ)能增加,晶格畸變程度高,位錯(cuò)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(jié)晶能力增強(qiáng);隨升溫速率加快,晶粒長(zhǎng)大,再結(jié)晶程度提高,等軸性增強(qiáng);升溫至470℃時(shí),快速升溫降低了合金抑制再結(jié)晶的能力。熱加工變形使合金硬度降低,電導(dǎo)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(shí)效(121℃/24h)下的微結(jié)構(gòu)與性能。結(jié)果表明,合金擠壓材在快速升溫、固溶短時(shí)間保溫-T6時(shí)效下的綜合性能最佳。此時(shí),合金抗拉強(qiáng)度(σb)達(dá)到735.6MPa,屈服強(qiáng)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(xì)小等軸分布,硬度為218.1HV,電導(dǎo)率為25.9%IACS,晶間腐蝕深度為66.23μm,剝落腐蝕為PB級(jí);沿棒材軸向截面取樣的樣品晶粒被拉長(zhǎng),硬度為223.9HV,電導(dǎo)率為26.0%IACS,晶間腐蝕深度為77.91μm,剝落腐蝕為EC+級(jí)。(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(shí)效后的微結(jié)構(gòu)及性能。結(jié)果表明,合金經(jīng)熱壓后在慢速升溫、固溶短時(shí)間保溫-T6時(shí)效下的性能最好。此時(shí),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(xì)小等軸分布,硬度為218.9HV,電導(dǎo)率為25.3%IACS,晶間腐蝕深度為63.01μm,剝落腐蝕為PC級(jí);沿棒材軸向截面取樣的樣品晶粒由拉長(zhǎng)的纖維狀向等軸狀轉(zhuǎn)變,硬度為211.4HV,電導(dǎo)率為25.7%IACS,晶間腐蝕深度為61.31μm,剝落腐蝕為EB級(jí)。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(shí)效后表現(xiàn)出良好的強(qiáng)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(chǔ)能增加,隨固溶溫度上升,抑制再結(jié)晶能力增強(qiáng);升溫速率加快,小角度晶界含量減少,再結(jié)晶程度提高;延長(zhǎng)固溶保溫時(shí)間,晶粒長(zhǎng)大,硬度基本無(wú)變化,電導(dǎo)率下降,抗晶間腐蝕性能降低,對(duì)抗剝落腐蝕性能影響不明顯。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.21;TG166.3;TG379

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本文編號(hào)：2797984