發(fā)布時(shí)間：2021-06-27 08:54

　　7XXX鋁合金屬于超高強(qiáng)鋁合金,具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度和比剛度高等優(yōu)點(diǎn),是目前綜合性能較好的鋁合金之一,也是航空工業(yè)首選材料。但鑄態(tài)Al-Zn-Mg-Cu合金晶粒粗大,組織不均勻,元素偏析嚴(yán)重,同時(shí)高合金鋁合金會(huì)生成很多不穩(wěn)定相。因此對其進(jìn)行改性已經(jīng)變得越來越重要。攪拌摩擦加工是在攪拌摩擦焊基礎(chǔ)上演變的一種用于材料改性的新型、簡單、高效的大塑性變形技術(shù),目前廣泛應(yīng)用于鎂鋁合金的加工改性。本文對攪拌摩擦加工工藝進(jìn)行分析,確定合理攪拌頭及攪拌摩擦加工參數(shù),對鑄態(tài)Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金進(jìn)行攪拌加工及熱處理實(shí)驗(yàn),利用多種現(xiàn)代化材料表征手段及數(shù)值分析理論,對在不同加工參數(shù)下變形后的試樣進(jìn)行微觀組織、亞晶結(jié)構(gòu)、微觀應(yīng)變、位錯(cuò)密度等進(jìn)行分析研究。結(jié)果表明:經(jīng)過攪拌摩擦加工后組織發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,晶粒明顯細(xì)化,當(dāng)行進(jìn)速度為100mm/min,旋轉(zhuǎn)速度為600r/min時(shí),晶粒尺寸由母材的138μm細(xì)化至12μm,組織均勻性得到明顯改善。同時(shí)采用SEM、EDS和XRD對攪拌摩擦加工變形前后材料中多元合金相組成、形貌等進(jìn)行研究分析。結(jié)果表明:鑄態(tài)Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金主要由分布在晶內(nèi)的η（MgZn... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

攪拌摩擦加工示意圖

2.1 實(shí)驗(yàn)材料及特性本實(shí)驗(yàn)材料選用由天津核物理研究所提供的 Al-Zn-Mg-Cu 系超高強(qiáng)鑄態(tài)鋁合金棒料。其化學(xué)成分見表 2.1 所示，根據(jù)攪拌摩擦加工裝夾方式，利用電火花線切割機(jī)將鑄態(tài) Al-Zn-Mg-Cu 鋁合金切取若干個(gè)Φ115mm×5mm 尺寸備用，經(jīng)過表面處理、打磨后的初始坯料組織如圖 2.1 所示。表 2.1 7A60 鋁合金的主要化學(xué)成分Table 2.1 The chemical compositions of the as received 7A60 alloy（wt%）Zn Mg Mn Cu Cr Ti Fe Si Al8.89 2.74 0.01 2.26 0.01 0.014 0.028 0.022 94.916圖 2.1 所示為初始鑄態(tài) Al-Zn-Mg-Cu 鋁合金金相組織，從圖中可以看出，原始鑄態(tài)微觀組織存在以下兩個(gè)明顯的特征：（1）其晶粒粗大，偏析嚴(yán)重，平均晶粒尺寸約為 97μm；（2）晶界處存在粗大的塊狀和鏈狀第二相（見圖中箭頭所示），晶內(nèi)第二相呈細(xì)長棒狀分布且大小不均。

圖 2.2 Al-Zn-Mg-Cu 系鋁合金應(yīng)力--應(yīng)變曲線Fig 2.2 Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy stress-strain curve備及裝夾工具采用的設(shè)備是由江蘇銳成機(jī)械有限公司制造生產(chǎn)的 焊系統(tǒng)焊機(jī)，見圖 2.3。本設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)主要包括Y 軸工作臺(tái)、主軸頭、氣動(dòng)系統(tǒng)、電控系統(tǒng)等。該設(shè)于 6063、6061、7075、3A21、5A05、5A06、2A12。焊接鋁及鋁合金材料時(shí)標(biāo)稱焊接厚度：1.5~10mm件焊縫長度最大為 1200mm。表 2-2 為該設(shè)備規(guī)格及

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