本文關(guān)鍵詞：Al-Zn-Mg-Cu合金厚板淬火殘余應(yīng)力消除方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Al-Zn-Mg-Cu合金厚板在淬火后,金屬基體在后續(xù)的時(shí)效過(guò)程中將析出大量彌散強(qiáng)化相,使合金得到強(qiáng)化,同時(shí)鋁合金在淬火過(guò)程中也將產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。具有高強(qiáng)、高韌、低殘余應(yīng)力的鋁合金拉伸厚板是現(xiàn)代航空、航天工業(yè)用量很大的新型結(jié)構(gòu)材料,殘余應(yīng)力的存在一方面使得厚板機(jī)加工時(shí)變形,不利于后續(xù)加工；另一方面會(huì)影響材料的動(dòng)態(tài)使用性能。因此,有必要對(duì)厚板在機(jī)械加工前的殘余應(yīng)力予以消除或有效控制。本文探究了單級(jí)人工時(shí)效,打斷淬火,電擊處理以及多道次間斷時(shí)效處理等工藝對(duì)淬火殘余應(yīng)力的消除效果,并探討分析了各工藝對(duì)合金其它性能的影響以及殘余應(yīng)力消除機(jī)理,主要的研究成果如下。(1)傳統(tǒng)的人工時(shí)效對(duì)鋁合金淬火殘余應(yīng)力的消除效果有限,其對(duì)殘余應(yīng)力的消除幅度在35%以內(nèi)。傳統(tǒng)人工時(shí)效對(duì)鋁合金殘余應(yīng)力的消除作用階段主要為加熱的開(kāi)始階段,長(zhǎng)時(shí)間的保溫在未使合金發(fā)生回復(fù)或軟化之前無(wú)法有效地消除殘余應(yīng)力,時(shí)效的強(qiáng)化效果反而會(huì)限制殘余應(yīng)力的消除。(2)打斷淬火對(duì)殘余應(yīng)力控制效果有限且容易降低鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化效果。對(duì)于冷卻更慢,更容易造成內(nèi)外巨大溫差的大尺寸樣品以及淬火敏感性更高的合金而言,打斷淬火的效果將更不理想。通過(guò)對(duì)打斷淬火的換熱過(guò)程及溫度場(chǎng)的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)對(duì)合金試樣施加一個(gè)幅度為80-180℃的快速升溫或降溫變化時(shí),試樣本身大概會(huì)發(fā)生15-35 MPa的應(yīng)力變化。(3)使用電流密度為2.5A/mm2的脈沖電流對(duì)鋁合金板材進(jìn)行電擊,可以取得70-90 MPa的殘余應(yīng)力降幅,熱-電復(fù)合處理可以在單一的電擊處理基礎(chǔ)上增加20 MPa左右的殘余應(yīng)力降幅。(4)使用多道次間斷時(shí)效處理可以有效地去除鋁合金淬火殘余應(yīng)力,淬火殘余應(yīng)力的降幅隨著多道次間斷時(shí)效處理的溫度和加熱速率的提高而增大,且不影響鋁合金的最終使用硬度。當(dāng)多道次間斷時(shí)效的加熱速率足夠快時(shí),多道次間斷時(shí)效通過(guò)產(chǎn)生外拉內(nèi)壓的應(yīng)力場(chǎng)來(lái)中和抵消淬火殘余應(yīng)力,當(dāng)加熱速率不夠大時(shí),則通過(guò)使合金產(chǎn)生微屈服而釋放殘余應(yīng)力。多道次間斷時(shí)效處理有效地降低了鋁合金內(nèi)部的位錯(cuò)密度,改良了合金晶界處的析出相分布,提高了合金的電導(dǎo)率以及屈服強(qiáng)度,但位錯(cuò)密度的降低也使合金的延伸率得到了一定的降低。(5)鋁合金淬火后由于高密度位錯(cuò)的存在使得材料內(nèi)部有著很大的晶格畸變能,使材料處于一種高能的不穩(wěn)定平衡態(tài),通過(guò)能量的快速輸入可以打破這種平衡態(tài),重新建立更加穩(wěn)定的平衡態(tài)從而消除殘余應(yīng)力。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 厚板 淬火 殘余應(yīng)力 多道次間斷時(shí)效 組織 性能
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG166.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-26
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 殘余應(yīng)力的研究發(fā)展概況14-21
• 1.2.1 殘余應(yīng)力的定義及特點(diǎn)14-15
• 1.2.2 殘余應(yīng)力的分類15-16
• 1.2.3 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生16-18
• 1.2.4 殘余應(yīng)力的影響18-19
• 1.2.5 殘余應(yīng)力的測(cè)量方法研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3 Al-Zn-Mg-Cu合金厚板發(fā)展概況21-24
• 1.3.1 Al-Zn-Mg-Cu合金發(fā)展概況21-22
• 1.3.2 大型鋁合金整體結(jié)構(gòu)件加工中面臨的問(wèn)題22-23
• 1.3.3 殘余應(yīng)力傳統(tǒng)消除對(duì)策及其局限23-24
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容24-26
• 第2章 實(shí)驗(yàn)條件與方法26-31
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料26
• 2.2 電擊法及多道次間斷時(shí)效實(shí)驗(yàn)設(shè)備26-27
• 2.2.1 脈沖電源26
• 2.2.2 加熱設(shè)備26
• 2.2.3 溫度采集器及反傳熱換熱系數(shù)模擬26-27
• 2.3 材料性能測(cè)試27-31
• 2.3.1 殘余應(yīng)力檢測(cè)27-29
• 2.3.2 硬度檢測(cè)29
• 2.3.3 電導(dǎo)率測(cè)試29
• 2.3.4 拉伸性能測(cè)試29
• 2.3.5 光學(xué)顯微鏡觀察29-30
• 2.3.6 透射電鏡觀察30-31
• 第3章 鋁合金厚板殘余應(yīng)力消除對(duì)策探究31-58
• 3.1 引言31
• 3.2 傳統(tǒng)人工時(shí)效對(duì)殘余應(yīng)力的消除效果探究31-37
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31-32
• 3.2.2 殘余應(yīng)力變化32-37
• 3.2.3 本節(jié)小結(jié)37
• 3.3 打斷淬火對(duì)殘余應(yīng)力的控制效果探究37-47
• 3.3.1 打斷淬火的提出37-39
• 3.3.2 打斷淬火實(shí)驗(yàn)方案39-40
• 3.3.3 打斷淬火殘余應(yīng)力及硬度變化40-41
• 3.3.4 淬火換熱系數(shù)反求及打斷淬火溫度場(chǎng)模擬41-46
• 3.3.5 本節(jié)小結(jié)46-47
• 3.4 電擊法及熱-電復(fù)合對(duì)殘余應(yīng)力的控制效果探究47-51
• 3.4.1 引言47-48
• 3.4.2 實(shí)驗(yàn)方案48-49
• 3.4.3 電擊法及熱-電復(fù)合法對(duì)殘余應(yīng)力的影響49-51
• 3.5 多道次間斷時(shí)效處理對(duì)殘余應(yīng)力的控制效果探究51-56
• 3.5.1 多道次間斷時(shí)效法的提出51-53
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)方案53
• 3.5.3 多道次間斷時(shí)效處理對(duì)鋁合金淬火殘余應(yīng)力的影響53-56
• 3.6 本章小結(jié)56-58
• 第4章 多道次間斷時(shí)效處理對(duì)鋁合金淬火殘余應(yīng)力及其它性能的影響58-71
• 4.1 引言58
• 4.2 多道次間斷時(shí)效處理消除淬火殘余應(yīng)力機(jī)制探究58-63
• 4.3 多道次間斷時(shí)效處理對(duì)力學(xué)性能及導(dǎo)電率的影響63-66
• 4.4 多道次間斷時(shí)效處理對(duì)微觀組織的影響66-69
• 4.5 多道次間斷時(shí)效處理對(duì)40mm板材殘余應(yīng)力消除效果探究69-70
• 4.6 本章小結(jié)70-71
• 第5章 結(jié)論與展望71-75
• 5.1 結(jié)論71-72
• 5.2 鋁合金淬火殘余應(yīng)力的消除關(guān)鍵72
• 5.3 展望72-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-82
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄82

  本文關(guān)鍵詞：Al-Zn-Mg-Cu合金厚板淬火殘余應(yīng)力消除方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號(hào)：298053