在輕合金研究領域中,新型高強度鋁合金的研發(fā)在世界范圍內都是前沿創(chuàng)新科技。鋁鋅鎂銅系合金作為最常用的超高強度鋁合金之一,開展該系合金的稀土微合金化研究具有十分廣闊的前景。本文以7075鋁合金鈧微合金化為主要研究內容,制備出了含有一定鈧元素的7075合金,并采用金相和掃描電子顯微技術、室溫拉伸、顯微硬度與電化學測試方法,系統(tǒng)研究了微量鈧元素在7075合金中的作用機理,以及熱處理、熱變形對含Sc 7075合金組織、性能的影響規(guī)律。在此基礎上,使用所制備的含鈧鋁合金進行了電阻點焊焊接性的研究,探明了不同含Sc量的7075鋁合金電阻點焊接頭組織性能的演變機理。同時,創(chuàng)新性地開發(fā)了一種以Al-Sc中間合金作為中間層的鋁合金三層板電阻點焊工藝,并對獲得的點焊接頭進行了深入的組織分析,得出以下主要結論:均勻化處理能夠消除7075鋁合金鑄錠內的組織偏析,溶解晶界處的粗大二次相,降低合金顯微硬度。合金的均勻化鑄錠經過熱變形及固溶-時效處理后會析出大量細小且均勻分布的時效相,大幅提升合金力學性能。Sc的添加能夠明顯減小7075鋁合金晶粒尺寸,穩(wěn)定組織亞結構,抑制合金熱變形后的再結晶效應,從而進一步提升合金的... 

【文章來源】：重慶大學重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

Al-Zn-Mg（Cu）系合金相圖靠鋁角的200℃等溫截面相圖

1緒論3在Al-Mg-Zn-Cu系合金中，大部分Cu元素存在于GP區(qū)、η"、η、T相和S相內，也有少部分Cu固溶于α鋁基體中，導致合金固溶體的過飽和度隨之提高。Cu與Al、Mg元素反應析出的S相（CuMgAl2）可起到強化作用，使合金的強度提高，S相還能提高鋁基體的腐蝕電位，增強合金耐蝕性。同時，Cu溶入η相和T相（AlZnMgCu）后，使得合金的晶界與晶內的電位差減小，在腐蝕環(huán)境中能夠均勻圖1.1Al-Zn-Mg（Cu）系合金相圖靠鋁角的200℃等溫截面相圖Fig.1.1Al-Zn-Mg(Cu)alloyphasediagramnearAlcornerat200℃isothermalsection圖1.2Al-Zn-Mg-Cu系合金Cu+Mg=5%，Zn=6%的變溫截面相圖Fig.1.2Al-Zn-Mg-Cualloytemperature-concentrationsectionphasediagramatcompositionofCu+Mg=5%andZn=6%

重慶大學碩士學位論文6為3.8wt.%，在富鋁端Sc成分為0.55%、溫度為665℃處發(fā)生共晶反應。鋁合金中超出溶解度部分的Sc將以化合物的形式形成Al3Sc質點彌散在鋁基體中。鈧是目前所發(fā)現(xiàn)的對鋁及鋁合金強化效果最好的稀土元素之一，其作用主要有細化晶粒、抑制再結晶，及固溶強化作用等。析出相Al3Sc是LI2型面心立方結構，晶格常數(shù)為0.4103nm，與α基體（0.4048nm）非常接近，差異僅為1.5%，因此Al3Sc相粒子可以有效的作為α基體晶粒的形核質點，并且在合金的變形及熱加工過程中能有效釘扎晶界，使合金始終保持細小的組織晶粒[18]。Al-6.5Mg-0.3Sc合金擠壓棒材的亞晶尺寸和Al3Sc析出相顆粒尺寸、間距都很小，即使經過450℃保溫2h的退火處理，該尺寸參數(shù)也不會增大[19]。鋁合金中微量的Sc元素可以顯著提高合金強塑性，斷裂韌性及耐蝕性。由于Al-Sc合金的共晶反應析出相Al3Sc的熱穩(wěn)定性較Al-Mn、Al-Cr和Al-Zr的析出相高，在時效過程中不會分解，且其彌散程度也較高，具有強烈的時效硬化效果[20]，因此Al-Sc合金的強化效應較高。同時，Sc的細化晶粒、阻礙再結晶作用也能夠起到強化合金的效果。幾種常見的鋁鈧合金與商用鋁合金力學性能對比如表1.2所示。圖1.3鋁鈧合金相圖富鋁端Fig.1.3AluminiumendofAl-Scphasediagram

【參考文獻】：
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博士論文
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本文編號：3003489