熱變形(壓縮、ECAP)-預(yù)回復(fù)對(duì)超高強(qiáng)鋁合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047
發(fā)布時(shí)間:2020-12-17 21:28
7000系鋁合金作為一種高強(qiáng)度鋁合金,在熱變形過(guò)程中會(huì)伴隨著微觀組織的演變,材料可能會(huì)產(chǎn)生各向異性,而細(xì)小晶粒組織通常可以使合金獲得優(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(jì)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(duì)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(shí)效工藝對(duì)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(shí)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(cuò)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(gè)方向峰時(shí)效下晶間腐蝕最大深度分別為186.31μm、212.74μ...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 本文研究背景
1.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金研究現(xiàn)狀
1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金發(fā)展進(jìn)程
1.2.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化
1.2.3 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金熱處理制度
1.3 等通道轉(zhuǎn)角擠壓法(ECAP)
1.3.1 ECAP基本介紹與原理
1.3.2 ECAP工藝參數(shù)
1.3.3 等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)應(yīng)用前景
1.4 7000 系鋁合金高溫變形行為
1.4.1 回復(fù)
1.4.2 連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(CDRX)
1.5 合金各向異性
1.5.1 合金各向異性
1.5.2 合金向異性的改善
1.6 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的腐蝕類型
1.6.1 點(diǎn)腐蝕
1.6.2 晶間腐蝕
1.6.3 剝落腐蝕
1.7 7000 系鋁合金微觀組織結(jié)構(gòu)表征
1.7.1 X射線衍射分析
1.7.2 電子背散射衍射分析
1.8 本課題研究意義和內(nèi)容
第二章 材料的制備及性能檢測(cè)方法
2.1 材料制備過(guò)程
2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與檢測(cè)儀器
2.1.2 合金熔煉
2.1.3 擠壓加工
2.1.4 實(shí)驗(yàn)熱處理工藝
2.1.5 熱壓縮工藝
2.1.6 ECAP大應(yīng)變加工及后續(xù)熱壓縮
2.2 合金微觀組織分析
2.2.1 SEM分析
2.2.2 金相觀察(OM)
2.2.3 XRD分析
2.2.4 EBSD分析
2.3 性能測(cè)試
2.3.1 顯微硬度
2.3.2 電導(dǎo)率測(cè)試
2.3.3 拉伸性能實(shí)驗(yàn)
2.3.4 抗腐蝕性能測(cè)試
2.4 本章小結(jié)
第三章 熱變形-固溶-時(shí)效態(tài)下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
3.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
3.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
3.3.4 抗晶間腐蝕性能
3.3.5 抗剝落腐蝕性能
3.4 分析與討論
3.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
3.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
3.5 本章小結(jié)
第四章 熱壓縮-預(yù)回復(fù)-固溶-時(shí)效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
4.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
4.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
4.3.4 抗晶間腐蝕性能
4.3.5 抗剝落腐蝕性能
4.4 分析與討論
4.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
4.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
4.5 本章小結(jié)
第五章 熱壓縮-ECAP-預(yù)回復(fù)-固溶-時(shí)效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
5.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
5.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
5.3.5 抗晶間腐蝕性能
5.3.6 抗剝落腐蝕性能
5.4 分析與討論
5.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
5.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
5.5 本章小結(jié)
第六章 熱壓縮-ECAP-熱壓縮-預(yù)回復(fù)-固溶-時(shí)效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
6.1 引言
6.2 實(shí)驗(yàn)方法
6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
6.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
6.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
6.3.4 抗晶間腐蝕性能
6.3.5 抗剝落腐蝕性能
6.4 分析與討論
6.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
6.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 全文工作小結(jié)
7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
7.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]等通道轉(zhuǎn)角擠壓研究現(xiàn)狀[J]. 王斌. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2015(24)
[2]3104鋁合金板材不同方向拉伸性能及斷裂特征的研究[J]. 張軍利,魯法云,王昭,趙鳳. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(14)
[3]固溶時(shí)效工藝對(duì)7055鋁合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張靜,楊亮,左汝林. 稀有金屬材料與工程. 2015(04)
[4]新型熱機(jī)械處理對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金顯微組織與性能的影響[J]. 張紀(jì)帥,陳志國(guó),任杰克,陳繼強(qiáng),魏祥,方亮. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]預(yù)回復(fù)退火對(duì)7085鋁合金擠壓材組織和性能的影響[J]. 許曉靜,張?jiān)士?鄧平安,吳瑤,張振強(qiáng),盧予東. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2014(08)
[6]2099鋁鋰合金擠壓材的組織與力學(xué)性能[J]. 張振強(qiáng),許曉靜,宋濤,張?jiān)士?羅勇,吳瑤,鄧平安. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]強(qiáng)化固溶處理對(duì)含Sr 2099型鋁鋰合金組織和位錯(cuò)強(qiáng)化的影響[J]. 宋濤,許曉靜,范真,羅勇,王彬,吳桂潮,張振強(qiáng),張?jiān)士? 稀有金屬材料與工程. 2012(S2)
[8]Al3Zr析出相對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金板組織、織構(gòu)與性能的影響[J]. 張?jiān)蒲?鄧運(yùn)來(lái),萬(wàn)里,張新明. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]7050鋁合金厚板織構(gòu)、拉伸性能及斷裂韌性的不均勻性[J]. 張新明,韓念梅,劉勝膽,宋豐軒,曾瑞林,黃樂(lè)瑜. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(02)
[10]Al-Zn-Mg-Cu系超強(qiáng)鋁合金的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 方華嬋,陳康華,巢宏,陳祥,葉登峰. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2009(06)
博士論文
[1]鋁合金點(diǎn)蝕過(guò)程與稀土沉積的機(jī)理研究[D]. 孫道明.復(fù)旦大學(xué) 2009
碩士論文
[1]壓下量對(duì)7xxx系鋁合金擠壓帶板各向異性的影響[D]. 向前.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]等通道轉(zhuǎn)角擠壓7075鋁合金組織性能演化規(guī)律研究[D]. 楊棟.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]7A04鋁合金棒材力學(xué)性能各向異性研究[D]. 孫強(qiáng).中北大學(xué) 2011
本文編號(hào):2922745
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:106 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
1.1 本文研究背景
1.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金研究現(xiàn)狀
1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金發(fā)展進(jìn)程
1.2.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化
1.2.3 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金熱處理制度
1.3 等通道轉(zhuǎn)角擠壓法(ECAP)
1.3.1 ECAP基本介紹與原理
1.3.2 ECAP工藝參數(shù)
1.3.3 等通道轉(zhuǎn)角擠壓(ECAP)應(yīng)用前景
1.4 7000 系鋁合金高溫變形行為
1.4.1 回復(fù)
1.4.2 連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶(CDRX)
1.5 合金各向異性
1.5.1 合金各向異性
1.5.2 合金向異性的改善
1.6 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的腐蝕類型
1.6.1 點(diǎn)腐蝕
1.6.2 晶間腐蝕
1.6.3 剝落腐蝕
1.7 7000 系鋁合金微觀組織結(jié)構(gòu)表征
1.7.1 X射線衍射分析
1.7.2 電子背散射衍射分析
1.8 本課題研究意義和內(nèi)容
第二章 材料的制備及性能檢測(cè)方法
2.1 材料制備過(guò)程
2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與檢測(cè)儀器
2.1.2 合金熔煉
2.1.3 擠壓加工
2.1.4 實(shí)驗(yàn)熱處理工藝
2.1.5 熱壓縮工藝
2.1.6 ECAP大應(yīng)變加工及后續(xù)熱壓縮
2.2 合金微觀組織分析
2.2.1 SEM分析
2.2.2 金相觀察(OM)
2.2.3 XRD分析
2.2.4 EBSD分析
2.3 性能測(cè)試
2.3.1 顯微硬度
2.3.2 電導(dǎo)率測(cè)試
2.3.3 拉伸性能實(shí)驗(yàn)
2.3.4 抗腐蝕性能測(cè)試
2.4 本章小結(jié)
第三章 熱變形-固溶-時(shí)效態(tài)下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
3.1 引言
3.2 實(shí)驗(yàn)方法
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
3.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
3.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
3.3.4 抗晶間腐蝕性能
3.3.5 抗剝落腐蝕性能
3.4 分析與討論
3.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
3.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
3.5 本章小結(jié)
第四章 熱壓縮-預(yù)回復(fù)-固溶-時(shí)效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
4.1 引言
4.2 實(shí)驗(yàn)方法
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
4.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
4.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
4.3.4 抗晶間腐蝕性能
4.3.5 抗剝落腐蝕性能
4.4 分析與討論
4.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
4.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
4.5 本章小結(jié)
第五章 熱壓縮-ECAP-預(yù)回復(fù)-固溶-時(shí)效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
5.1 引言
5.2 實(shí)驗(yàn)方法
5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
5.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
5.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
5.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
5.3.5 抗晶間腐蝕性能
5.3.6 抗剝落腐蝕性能
5.4 分析與討論
5.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
5.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
5.5 本章小結(jié)
第六章 熱壓縮-ECAP-熱壓縮-預(yù)回復(fù)-固溶-時(shí)效下超高強(qiáng)鋁合金的組織性能及其各向異性
6.1 引言
6.2 實(shí)驗(yàn)方法
6.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
6.3.1 微觀組織及晶界晶粒特征分布
6.3.2 XRD分析及位錯(cuò)密度
6.3.3 力學(xué)性能與電導(dǎo)率
6.3.4 抗晶間腐蝕性能
6.3.5 抗剝落腐蝕性能
6.4 分析與討論
6.4.1 強(qiáng)化機(jī)理
6.4.2 抗腐蝕性能及各向異性
6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
7.1 全文工作小結(jié)
7.2 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
7.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]等通道轉(zhuǎn)角擠壓研究現(xiàn)狀[J]. 王斌. 中國(guó)高新技術(shù)企業(yè). 2015(24)
[2]3104鋁合金板材不同方向拉伸性能及斷裂特征的研究[J]. 張軍利,魯法云,王昭,趙鳳. 材料導(dǎo)報(bào). 2015(14)
[3]固溶時(shí)效工藝對(duì)7055鋁合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 張靜,楊亮,左汝林. 稀有金屬材料與工程. 2015(04)
[4]新型熱機(jī)械處理對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金顯微組織與性能的影響[J]. 張紀(jì)帥,陳志國(guó),任杰克,陳繼強(qiáng),魏祥,方亮. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2015(04)
[5]預(yù)回復(fù)退火對(duì)7085鋁合金擠壓材組織和性能的影響[J]. 許曉靜,張?jiān)士?鄧平安,吳瑤,張振強(qiáng),盧予東. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2014(08)
[6]2099鋁鋰合金擠壓材的組織與力學(xué)性能[J]. 張振強(qiáng),許曉靜,宋濤,張?jiān)士?羅勇,吳瑤,鄧平安. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2013(04)
[7]強(qiáng)化固溶處理對(duì)含Sr 2099型鋁鋰合金組織和位錯(cuò)強(qiáng)化的影響[J]. 宋濤,許曉靜,范真,羅勇,王彬,吳桂潮,張振強(qiáng),張?jiān)士? 稀有金屬材料與工程. 2012(S2)
[8]Al3Zr析出相對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金板組織、織構(gòu)與性能的影響[J]. 張?jiān)蒲?鄧運(yùn)來(lái),萬(wàn)里,張新明. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2012(02)
[9]7050鋁合金厚板織構(gòu)、拉伸性能及斷裂韌性的不均勻性[J]. 張新明,韓念梅,劉勝膽,宋豐軒,曾瑞林,黃樂(lè)瑜. 中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2010(02)
[10]Al-Zn-Mg-Cu系超強(qiáng)鋁合金的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 方華嬋,陳康華,巢宏,陳祥,葉登峰. 粉末冶金材料科學(xué)與工程. 2009(06)
博士論文
[1]鋁合金點(diǎn)蝕過(guò)程與稀土沉積的機(jī)理研究[D]. 孫道明.復(fù)旦大學(xué) 2009
碩士論文
[1]壓下量對(duì)7xxx系鋁合金擠壓帶板各向異性的影響[D]. 向前.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]等通道轉(zhuǎn)角擠壓7075鋁合金組織性能演化規(guī)律研究[D]. 楊棟.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[3]7A04鋁合金棒材力學(xué)性能各向異性研究[D]. 孫強(qiáng).中北大學(xué) 2011
本文編號(hào):2922745
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