Zn/Mg比對高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金組織與性能的影響研究
發(fā)布時間:2021-11-11 11:12
當前飛機設(shè)計對具有更高綜合性能的新一代高強韌鋁合金提出了需求,要求具有更高的強硬度、塑韌性、耐腐蝕和耐損傷性能。Al-Zn-Mg-Cu系合金的設(shè)計基本朝著高合金化的方向發(fā)展,尤其是Zn含量基本超過9.0wt.%。Zn含量高的鋁合金具有較高的合金化程度,與Zn含量介于5.0~8.0wt.%之間的傳統(tǒng)合金相比,其時效過程中析出相多,時效析出動力學(xué)及性能變化與傳統(tǒng)的合金也有所差異。目前國內(nèi)對于高Zn含量鋁合金的研究尚不夠充分,對于主合金成分對析出行為的影響及其對合金性能的作用,相關(guān)的研究很少。此外,現(xiàn)在航空航天領(lǐng)域?qū)︼w機用鋁合金的綜合性能要求苛刻,當前對于合金成分變化對疲勞性能的影響規(guī)律尚不明確,致使合金設(shè)計在應(yīng)對較高疲勞性能的要求時缺乏有力的依據(jù)。本文設(shè)計了具有相同Zn/Mg比的合金(Al-8.0Zn-1.8Mg-2.0Cu 和 Al-9.0Zn-2.0Mg-2.0Cu)和不同 Zn/Mg 比的合金(Al-9.3Zn-2.0Mg-1.8Cu和Al-9.8Zn-2.0Mg-1.8Cu),兩組合金具有不同的Cu含量,依托這幾種合金作為研究對象,系統(tǒng)地研究分析其從鑄態(tài)的顯微結(jié)構(gòu)差異到時效處理過程...
【文章來源】:北京有色金屬研究總院北京市
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?Al-Zn-Mg-Cu系侶合金的典型組織??Fi.?1.1?Tical?microstructure?of?Al-Zn-M-Cu?allos??
?料表面的應(yīng)力集中處發(fā)生tiui。BarrettUW的研究證明了這一點,發(fā)現(xiàn)局部的塑性變形??導(dǎo)致樣品表面發(fā)生擠出(Extrusion)和侵入(Intrusion),形成滑移帶,如圖1.5所示。??樣品表面產(chǎn)生滑移帶通常具有不可逆性UW,有人認為滑移帶擠出樣品表面后,在新??的表面上形成了氧化層,新增加的界面能導(dǎo)致逆向滑移變得困難;還有人乂為滑??移帶處產(chǎn)生局部應(yīng)變強化,導(dǎo)致很難發(fā)生可逆滑移。這些凸出后無法回復(fù)的滑移帶稱??為駐留滑移帶(Perm犯ent?Slip?Band),成為微裂紋萌生的先驅(qū)[116-1^]。Forsyth[l2l’l22]的??研究表明,擠出的帶狀組織厚度約0.山〇1,高度可達10^lm,是微裂紋形核的起因。??crack?length。?long?crack?propagation??▲?I'racturc??/??crack?iniiiaiion?microcrack?propagation?/?^??'.tnmgtbcmng?softening??i。、kK、ation?structure??Ntrain?loculi/aiion??
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【參考文獻】:
期刊論文
[1]Aging behavior and fatigue crack propagation of high Zn-containing Al-Zn-Mg-Cu alloys with zinc variation[J]. Kai Wen,Yunqiang Fan,Guojun Wang,Longbing Jin,Xiwu Li,Zhihui Li,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2017(02)
[2]多級時效處理對Al-Zn-Mg-Cu合金GP區(qū)形成及力學(xué)性能的影響(英文)[J]. 楊榮先,劉志義,應(yīng)普友,李俊霖,林亮華,曾蘇民. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[3]T7951二次時效對7055鋁合金裂紋擴展行為的影響(英文)[J]. 周松,王磊,謝里陽,回麗,許良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[4]單級及雙級均勻化處理工藝對AA7150合金Al3Zr彌散相析出的影響(英文)[J]. 呂新宇,郭二軍,Paul ROMETSCH,王立娟. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(11)
[5]7150鋁合金三級過時效熱處理制度[J]. 韓小磊,熊柏青,張永安,朱寶宏,李志輝,李錫武,王鋒,劉紅偉. 中國有色金屬學(xué)報. 2012(11)
[6]Research on microstructure in as-cast 7A55 aluminum alloy and its evolution during homogenization[J]. LV Xinyua, b, GUO Erjuna, LI Zhihuic, and WANG Guojunb a The School of Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China b Northeast light alloy Co., Ltd., Harbin 150060, China c State Key Laboratory of Nonferrous Metals and Processes, General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China. Rare Metals. 2011(06)
[7]熱力學(xué)計算優(yōu)化Al-Zn-Mg-Cu合金成分[J]. 韓逸,李煉,鄧楨楨,樂永康,張新明. 中國有色金屬學(xué)報. 2011(01)
[8]含Sc超高強Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金均勻化處理[J]. 肖艷蘋,潘清林,李文斌,劉曉艷,何運斌. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2010(06)
[9]大飛機用鋁合金的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 劉兵,彭超群,王日初,王小鋒,李婷婷. 中國有色金屬學(xué)報. 2010(09)
[10]Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050[J]. 李國鋒,張新明,李鵬輝,游江海. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(06)
博士論文
[1]Al-Zn-Mg-(Cu)合金時效中納米析出相結(jié)構(gòu)及演變規(guī)律研究[D]. 劉吉梓.湖南大學(xué) 2014
[2]Ag、Mg、Er對Al-Cu-Mg-Ag合金原子團簇形成、演變及力學(xué)性能的影響[D]. 柏松.中南大學(xué) 2013
[3]Al-Zn-Mg-Cu合金熱處理工藝及組織性能研究[D]. 陳旭.中南大學(xué) 2012
[4]AA 7055鋁合金的時效析出行為與力學(xué)性能[D]. 陳軍洲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]熱處理工藝對新型7136鋁合金組織性能的影響[D]. 孫文會.北京有色金屬研究總院 2014
[2]時效處理對2024-T3攪拌摩擦焊接頭組織及性能的影響[D]. 喬文廣.天津大學(xué) 2008
本文編號:3488756
【文章來源】:北京有色金屬研究總院北京市
【文章頁數(shù)】:154 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
圖1.1?Al-Zn-Mg-Cu系侶合金的典型組織??Fi.?1.1?Tical?microstructure?of?Al-Zn-M-Cu?allos??
?料表面的應(yīng)力集中處發(fā)生tiui。BarrettUW的研究證明了這一點,發(fā)現(xiàn)局部的塑性變形??導(dǎo)致樣品表面發(fā)生擠出(Extrusion)和侵入(Intrusion),形成滑移帶,如圖1.5所示。??樣品表面產(chǎn)生滑移帶通常具有不可逆性UW,有人認為滑移帶擠出樣品表面后,在新??的表面上形成了氧化層,新增加的界面能導(dǎo)致逆向滑移變得困難;還有人乂為滑??移帶處產(chǎn)生局部應(yīng)變強化,導(dǎo)致很難發(fā)生可逆滑移。這些凸出后無法回復(fù)的滑移帶稱??為駐留滑移帶(Perm犯ent?Slip?Band),成為微裂紋萌生的先驅(qū)[116-1^]。Forsyth[l2l’l22]的??研究表明,擠出的帶狀組織厚度約0.山〇1,高度可達10^lm,是微裂紋形核的起因。??crack?length。?long?crack?propagation??▲?I'racturc??/??crack?iniiiaiion?microcrack?propagation?/?^??'.tnmgtbcmng?softening??i。、kK、ation?structure??Ntrain?loculi/aiion??
?_.??圖1.7不同階段疲勞裂紋擴展尺寸量級的平面示意圖[1M]??Fig.?1.7?Plane?schematic?of?size?magnitude?of?fatigue?crack?propagatio打?with?various?stages??slip?traces?at?化e?surface??I?slii^roonci?cnick??--—■??/一擊grain?I?;晏?V?slip?plane?\??/???1?i?n?grain?2?\??r??grain-boundary?plane??圖1.8小裂紋在穿越晶界時裂紋擴展面發(fā)生偏折和轉(zhuǎn)
【參考文獻】:
期刊論文
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[2]多級時效處理對Al-Zn-Mg-Cu合金GP區(qū)形成及力學(xué)性能的影響(英文)[J]. 楊榮先,劉志義,應(yīng)普友,李俊霖,林亮華,曾蘇民. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[3]T7951二次時效對7055鋁合金裂紋擴展行為的影響(英文)[J]. 周松,王磊,謝里陽,回麗,許良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[4]單級及雙級均勻化處理工藝對AA7150合金Al3Zr彌散相析出的影響(英文)[J]. 呂新宇,郭二軍,Paul ROMETSCH,王立娟. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(11)
[5]7150鋁合金三級過時效熱處理制度[J]. 韓小磊,熊柏青,張永安,朱寶宏,李志輝,李錫武,王鋒,劉紅偉. 中國有色金屬學(xué)報. 2012(11)
[6]Research on microstructure in as-cast 7A55 aluminum alloy and its evolution during homogenization[J]. LV Xinyua, b, GUO Erjuna, LI Zhihuic, and WANG Guojunb a The School of Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China b Northeast light alloy Co., Ltd., Harbin 150060, China c State Key Laboratory of Nonferrous Metals and Processes, General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China. Rare Metals. 2011(06)
[7]熱力學(xué)計算優(yōu)化Al-Zn-Mg-Cu合金成分[J]. 韓逸,李煉,鄧楨楨,樂永康,張新明. 中國有色金屬學(xué)報. 2011(01)
[8]含Sc超高強Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金均勻化處理[J]. 肖艷蘋,潘清林,李文斌,劉曉艷,何運斌. 材料科學(xué)與工程學(xué)報. 2010(06)
[9]大飛機用鋁合金的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 劉兵,彭超群,王日初,王小鋒,李婷婷. 中國有色金屬學(xué)報. 2010(09)
[10]Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050[J]. 李國鋒,張新明,李鵬輝,游江海. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(06)
博士論文
[1]Al-Zn-Mg-(Cu)合金時效中納米析出相結(jié)構(gòu)及演變規(guī)律研究[D]. 劉吉梓.湖南大學(xué) 2014
[2]Ag、Mg、Er對Al-Cu-Mg-Ag合金原子團簇形成、演變及力學(xué)性能的影響[D]. 柏松.中南大學(xué) 2013
[3]Al-Zn-Mg-Cu合金熱處理工藝及組織性能研究[D]. 陳旭.中南大學(xué) 2012
[4]AA 7055鋁合金的時效析出行為與力學(xué)性能[D]. 陳軍洲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
碩士論文
[1]熱處理工藝對新型7136鋁合金組織性能的影響[D]. 孫文會.北京有色金屬研究總院 2014
[2]時效處理對2024-T3攪拌摩擦焊接頭組織及性能的影響[D]. 喬文廣.天津大學(xué) 2008
本文編號:3488756
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