隨著航空航天、兵器、船舶工業(yè)的不斷發(fā)展,對材料的綜合使用性能提出了越來越高的要求。鑄造Al-Cu合金和新型Al-Cu-Li合金作為高強鋁合金的典型代表,具有密度小、比強度高、加工性能與焊接性能優(yōu)良、性價比高等一系列特點,已被廣泛用作軍用、民用飛機、航天器的結(jié)構(gòu)材料。然而,Al-Cu合金易產(chǎn)生鑄造缺陷以及成品率低等問題限制了其進一步的發(fā)展。Al-Cu-Li合金中多種沉淀相的析出行為仍需進一步認(rèn)識和研究。因此,改善Al-Cu合金的鑄造性能,進一步提高合金的強韌性,是擴大Al-Cu合金應(yīng)用亟需解決的問題。深入的理解Al-Cu-Li合金內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系,全面、深刻認(rèn)識沉淀相的析出過程,對于設(shè)計、開發(fā)下一代鋁鋰合金具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本文選取我國自主研發(fā)的高強韌鑄造Al-Cu合金和新型高強Al-Cu-Li合金為研究對象,通過分析Al-Cu合金的原始組織特征和元素偏析行為,系統(tǒng)研究了RE變質(zhì)對Al-Cu合金微觀組織與性能的影響規(guī)律,揭示了RE在Al-Cu合金中的多層次交互作用;通過受控擴散凝固（Controlled Diffusion Solidification,簡稱CDS,是將兩... 

【文章來源】：西北工業(yè)大學(xué)陜西省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：162 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
論文的主要創(chuàng)新與貢獻(xiàn)
第1章 緒論
    1.1 高強度鋁合金概述
    1.2 提高鋁合金強韌性的方法
        1.2.1 微合金化對鋁合金強韌性的影響
        1.2.2 熱處理對鋁合金強韌性的影響
        1.2.3 制備工藝對鋁合金強韌性的影響
    1.3 高強度鑄造Al-Cu合金
        1.3.1 高強度鑄造Al-Cu合金的研究進展
        1.3.2 鑄造Al-Cu合金凝固缺陷的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 稀土在鑄造Al-Cu合金中的應(yīng)用
        1.3.4 鑄造Al-Cu合金的熱處理及相組成
    1.4 高強度Al-Cu-Li合金
        1.4.1 高強度Al-Cu-Li合金的研究進展
        1.4.2 Al-Cu-Li合金的微合金化
        1.4.3 Al-Cu-Li合金的熱處理
        1.4.4 Al-Cu-Li合金的相組成
    1.5 存在的問題
    1.6 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 試驗材料與研究方法
    2.1 試驗材料
    2.2 試驗合金制備
        2.2.1 Al-Cu合金變質(zhì)鑄造工藝過程
        2.2.2 Al-Cu合金受控擴散凝固鑄造工藝過程
        2.2.3 Al-Cu和Al-Cu-Li合金的熱處理工藝
    2.3 試驗材料分析研究方法
        2.3.1 力學(xué)性能測試
        2.3.2 合金成分分析
        2.3.3 差熱分析
        2.3.4 金相組織分析
        2.3.5 X射線衍射分析
        2.3.6 電子探針測試
        2.3.7 掃描電鏡組織觀察和能譜分析
        2.3.8 電子背散射衍射分析
        2.3.9 透射電鏡分析
        2.3.10 原子探針層析分析
第3章 稀土元素RE對Al-Cu合金組織與性能的影響
    3.1 引言
    3.2 Al-Cu合金原始組織
        3.2.1 共晶相
        3.2.2 彌散相
        3.2.3 沉淀相
        3.2.4 塊狀偏析相
    3.3 Al-Cu合金元素偏析行為
        3.3.1 等溫凝固組織
        3.3.2 元素偏析
    3.4 RE對Al-Cu合金組織和力學(xué)性能的影響
        3.4.1 RE對Al-Cu合金初生α-Al枝晶的影響
        3.4.2 RE對Al-Cu合金共晶相的影響
        3.4.3 RE在Al-Cu合金中的存在形式及作用
        3.4.4 RE對θ'析出相析出過程的影響
        3.4.5 RE對Al-Cu合金力學(xué)性能與斷口形貌的影響
    3.5 RE在Al-Cu合金中的多層次交互作用
    3.6 本章小節(jié)
第4章 受控擴散凝固對Al-Cu合金凝固組織與性能的影響
    4.1 引言
    4.2 試驗Al-Cu合金的制備
        4.2.1 普通重力鑄造澆注溫度的選擇
        4.2.2 受控擴散凝固混合溫度的選擇
        4.2.3 試驗Al-Cu合金的化學(xué)成分
    4.3 受控擴散凝固對Al-Cu合金凝固組織的影響
        4.3.1 受控擴散凝固對Al-Cu合金鑄造性能的影響
        4.3.2 受控擴散凝固對Al-Cu合金晶粒形貌的影響
        4.3.3 受控擴散凝固對Al-Cu合金元素分布的影響
        4.3.4 受控擴散凝固混合溫度對Al-Cu合金組織的影響
    4.4 受控擴散凝固對Al-Cu合金性能的影響
    4.5 受控擴散凝固作用機理
        4.5.1 受控擴散凝固的熱力學(xué)分析
        4.5.2 受控擴散凝固對Al-Cu合金的細(xì)化機制
    4.6 本章小結(jié)
第5章 Al-Cu-Li合金時效態(tài)組織演化與性能研究
    5.1 引言
    5.2 時效硬化曲線
    5.3 Al-Cu-Li合金淬火態(tài)晶粒形貌
    5.4 Al-Cu-Li合金時效過程的微觀組織
        5.4.1 時效過程的TEM表征
        5.4.2 時效過程的APT表征
    5.5 Al-Cu-Li合金時效過程沉淀相的析出序列
    5.6 Al-Cu-Li合金力學(xué)性能與斷口形貌
    5.7 沉淀相的綜合強化作用
    5.8 本章小結(jié)
第6章 Al-Cu-Li合金時效過程中T_1相析出行為研究
    6.1 引言
    6.2 T_1相的電子衍射花樣及形貌
    6.3 T_1相沿位錯非均勻析出
    6.4 T_1相沿相界面非均勻析出
        6.4.1 T_1相沿A_(l3)Zr相界面非均勻析出
        6.4.2 T_1相沿Al_(20)Cu_2Mn_3相界面非均勻析出
    6.5 T_1相沿亞晶界非均勻析出
    6.6 T_1相沿GP區(qū)非均勻析出
    6.7 T_1相的原子探針層析分析
    6.8 Mg、Zn元素在T_1相形核過程中的作用
    6.9 本章小結(jié)
第7章 Al-Cu-Li合金時效過程中σ相和S相的析出行為研究
    7.1 引言
    7.2 σ相的微觀形貌及衍射花樣
    7.3 σ相變體與Al基體的位向關(guān)系
    7.4 σ相的時效析出過程
    7.5 S相的時效析出過程
    7.6 σ相與S相的析出關(guān)系
    7.7 富Cu-Mg相的原子探針層析分析
    7.8 {110}Al有序簇對S相、σ相析出行為的影響
    7.9 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3226909