1060與7050鋁合金累積擠壓板材組織與力學性能研究
發(fā)布時間：2021-09-17 05:50
本文通過累積擠壓結(jié)合（accumulative extrusion bonding,AEB）工藝制備了1060、7050鋁合金板及1060/7050復合板。研究了不同AEB道次數(shù)對1060、7050鋁合金板及1060/7050復合板顯微組織和力學性能的影響。同時分析了7050鋁合金板和1060/7050復合板經(jīng)時效處理后的組織和性能變化。采用改進后的交叉累積擠壓（cross accumulative extrusion bonding,CAEB）+模外水冷（water cooling,WC）的方式進一步提升了7050鋁合金板和1060/7050復合板力學性能。結(jié)果表明:采用AEB工藝對純鋁進行6道次擠壓后,成功地制備出含有106層的超細晶純鋁板材;隨著累積應(yīng)變量的增加,板材晶粒尺寸不斷細化,3道次后,其平均晶粒尺寸約為0.51μm,6道次后,其平均晶粒尺寸由初始的108μm細化至0.44μm。純鋁板經(jīng)AEB加工后,其織構(gòu)組分主要為Copper{112}<111>和S{123}<634>,且大角度晶界的數(shù)量隨AEB道次數(shù)的增加而增多,其中,6...
【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
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高壓扭轉(zhuǎn)示意圖[18]
1緒論5圖1.1高壓扭轉(zhuǎn)示意圖[18]Fig.1.1.SchematicDiagramofHTP圖1.2純鋁經(jīng)HTP后（剪切應(yīng)變?yōu)?3.96）的電子背散射衍射圖[20]Fig.1.2.EBSDmapsofpurealuminumdeformedbyHTPtoγ=13.96②等通道角擠壓(ECAP)使用ECAP技術(shù)來產(chǎn)生劇烈變形的起源可以追溯到20世紀80年代，由Segal及其同事研究。但是，ECAP對UFG金屬和合金的適用性直到20世紀90年代初才被證實。當時Valiev和他的同事開發(fā)并應(yīng)用ECAP作為一種制備納米結(jié)構(gòu)的SPD技術(shù)。在這些實驗中，從長度為70mm到100mm的棒上切下具有方形或圓形橫截面的大晶粒鑄錠，其橫截面或?qū)蔷�的直徑不超過20mm[22]。圖1.3是等通道轉(zhuǎn)角擠壓示意圖[23]。ECAP是通過一個具有兩個等截面通道的特殊模具反復擠壓鑄錠來實現(xiàn)的，通常以90°的角度相交。對于最常用的90°通道交叉角，每次通過模具都會產(chǎn)生約為1的附加有效應(yīng)變。對于難以變形的材料，變形是在高溫或通過增大通道交叉角來完成的。高溫加工對模具的耐熱性和耐久性有一些特殊的要求。
重慶大學碩士學位論文6圖1.3等通道轉(zhuǎn)角擠壓類型：（a）路徑A;（b）路徑B；（c）路徑C[19]Fig.1.3.TypesofECAP:(a)routeA,(b)routeB,(c)routeCP.L.Sun[24]等人采用ECAP技術(shù)在室溫下使用路徑BC和C進行8道次的變形（總應(yīng)變量～8）制備出了超細晶晶粒1050純鋁，并對其微觀組織特征進行了研究。圖1.4顯示的是1050純鋁經(jīng)兩種不同路徑加工后的TEM形貌圖。經(jīng)統(tǒng)計，經(jīng)BC路徑加工的試樣在X面（垂直于擠壓方向）和Y面（金屬流動面）上的晶粒寬度的平均尺寸分別為0.33μm和0.45μm。而經(jīng)路徑C加工后的試樣在X面和Y面上的晶粒寬度的平均尺寸分別為0.5μm和0.48μm。經(jīng)路徑BC加工的樣品中，大角度晶界體積分數(shù)為65%，這比路徑C加工的樣品要高很多。T.L.Tsai[25]研究了ECAP制備的5082商業(yè)鋁合金的顯微組織和力學性能。經(jīng)過8道次的ECAP后，擠壓態(tài)鋁合金顯微組織主要是由帶有高密度位錯的伸長狀的亞晶粒和一些等軸亞晶組成，其中伸長狀的亞晶長度約為1-2μm，寬度約為0.1-0.2μm，等軸亞晶平均尺寸約為0.1-0.2μm。對于這種非熱處理鋁合金，通過8道次ECAP（總應(yīng)變約為8）制備的鋁合金獲得了較高的強度（屈服強度394MPa，最大抗拉強度421MPa）和較好的延伸率（10.5%）。這種高強度很可能與亞微米尺寸結(jié)構(gòu)有關(guān)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高強7050鋁合金超低溫大變形加工與組織、性能調(diào)控[J]. 侯隴剛,劉明荔,王新東,莊林忠,張濟山. 金屬學報. 2017(09)
[2]固溶處理后冷軋變形7050鋁合金時效工藝研究[J]. 王東,馬宗義. 金屬學報. 2010(05)
碩士論文
[1]鋁/鋁層狀復合板制備工藝及組織與性能研究[D]. 翟龍.燕山大學 2013
[2]3004鋁合金中動態(tài)應(yīng)變時效現(xiàn)象的研究[D]. 陳嘉亮.福州大學 2005
本文編號：3398096
【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
【文章頁數(shù)】：84 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
高壓扭轉(zhuǎn)示意圖[18]
1緒論5圖1.1高壓扭轉(zhuǎn)示意圖[18]Fig.1.1.SchematicDiagramofHTP圖1.2純鋁經(jīng)HTP后（剪切應(yīng)變?yōu)?3.96）的電子背散射衍射圖[20]Fig.1.2.EBSDmapsofpurealuminumdeformedbyHTPtoγ=13.96②等通道角擠壓(ECAP)使用ECAP技術(shù)來產(chǎn)生劇烈變形的起源可以追溯到20世紀80年代，由Segal及其同事研究。但是，ECAP對UFG金屬和合金的適用性直到20世紀90年代初才被證實。當時Valiev和他的同事開發(fā)并應(yīng)用ECAP作為一種制備納米結(jié)構(gòu)的SPD技術(shù)。在這些實驗中，從長度為70mm到100mm的棒上切下具有方形或圓形橫截面的大晶粒鑄錠，其橫截面或?qū)蔷�的直徑不超過20mm[22]。圖1.3是等通道轉(zhuǎn)角擠壓示意圖[23]。ECAP是通過一個具有兩個等截面通道的特殊模具反復擠壓鑄錠來實現(xiàn)的，通常以90°的角度相交。對于最常用的90°通道交叉角，每次通過模具都會產(chǎn)生約為1的附加有效應(yīng)變。對于難以變形的材料，變形是在高溫或通過增大通道交叉角來完成的。高溫加工對模具的耐熱性和耐久性有一些特殊的要求。
重慶大學碩士學位論文6圖1.3等通道轉(zhuǎn)角擠壓類型：（a）路徑A;（b）路徑B；（c）路徑C[19]Fig.1.3.TypesofECAP:(a)routeA,(b)routeB,(c)routeCP.L.Sun[24]等人采用ECAP技術(shù)在室溫下使用路徑BC和C進行8道次的變形（總應(yīng)變量～8）制備出了超細晶晶粒1050純鋁，并對其微觀組織特征進行了研究。圖1.4顯示的是1050純鋁經(jīng)兩種不同路徑加工后的TEM形貌圖。經(jīng)統(tǒng)計，經(jīng)BC路徑加工的試樣在X面（垂直于擠壓方向）和Y面（金屬流動面）上的晶粒寬度的平均尺寸分別為0.33μm和0.45μm。而經(jīng)路徑C加工后的試樣在X面和Y面上的晶粒寬度的平均尺寸分別為0.5μm和0.48μm。經(jīng)路徑BC加工的樣品中，大角度晶界體積分數(shù)為65%，這比路徑C加工的樣品要高很多。T.L.Tsai[25]研究了ECAP制備的5082商業(yè)鋁合金的顯微組織和力學性能。經(jīng)過8道次的ECAP后，擠壓態(tài)鋁合金顯微組織主要是由帶有高密度位錯的伸長狀的亞晶粒和一些等軸亞晶組成，其中伸長狀的亞晶長度約為1-2μm，寬度約為0.1-0.2μm，等軸亞晶平均尺寸約為0.1-0.2μm。對于這種非熱處理鋁合金，通過8道次ECAP（總應(yīng)變約為8）制備的鋁合金獲得了較高的強度（屈服強度394MPa，最大抗拉強度421MPa）和較好的延伸率（10.5%）。這種高強度很可能與亞微米尺寸結(jié)構(gòu)有關(guān)。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]高強7050鋁合金超低溫大變形加工與組織、性能調(diào)控[J]. 侯隴剛,劉明荔,王新東,莊林忠,張濟山. 金屬學報. 2017(09)
[2]固溶處理后冷軋變形7050鋁合金時效工藝研究[J]. 王東,馬宗義. 金屬學報. 2010(05)
碩士論文
[1]鋁/鋁層狀復合板制備工藝及組織與性能研究[D]. 翟龍.燕山大學 2013
[2]3004鋁合金中動態(tài)應(yīng)變時效現(xiàn)象的研究[D]. 陳嘉亮.福州大學 2005
本文編號：3398096
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