《中國制造2025》指明中國裝備制造的發(fā)展方向,針對汽車零部件先進(jìn)成形與節(jié)能環(huán)保提出輕量化要求,意味著對其結(jié)構(gòu)與工藝的重新設(shè)計,其中發(fā)展輕質(zhì)高強新材料是一個重要的研究課題。本文在此背景下,圍繞商用車關(guān)鍵部件的輕量化,從材料研發(fā)著手,結(jié)合工藝及結(jié)構(gòu)優(yōu)化進(jìn)行全流程設(shè)計及研究。針對變形鋁合金開展新材料的研發(fā),以高強優(yōu)塑為目標(biāo)制備Al-Mg-Si-Sc-Zr合金,研究Sc/Zr元素在鋁合金中的存在態(tài)及其在塑性變形和熱處理過程中的演變,探討合金的力學(xué)性能與其熱處理、成形工藝和結(jié)構(gòu)的相互影響關(guān)系。取得的研究結(jié)果如下:1、研究Al3（Sc,Zr）初生相形態(tài),大小和分布,重點研究變形狀態(tài)下Al3（Sc,Zr）第二相的析出情況及其對合金力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明,初生Al3（Sc,Zr）顆粒在合金凝固過程中可作為α-Al基體的異相形核位點,形成細(xì)小的等軸晶組織;Al3（Sc,Zr）沉淀相強烈阻礙了位錯的運動和晶界的遷移導(dǎo)致顯著的亞晶界強化和沉淀強化效應(yīng)。2、在揭示Al3（Sc,Zr）在合金中的微觀演變規(guī)律的基礎(chǔ)上調(diào)整合金成分,進(jìn)行不同變形程度的軋制,以最大化的Al3（Sc,Zr）第二相析出為目的研究合金高... 

【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)】：112 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２常用商用車輪轂：（ａ）鋼制輪轂；（ｂ）鋁制輪轂??

?顏觀？：街權(quán)??圖１．３?６０８２鋁合金組織間??（ａ）未添加Ｓｃ、Ｚｒ；?（ｂ）添加微量的Ｓｃ、Ｚｒ??Ｆｉｇ?１．３?Ｍｉｃｒｏｇｒａｐｈ?ｏｆ?６０８２?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ；?（ａ）?Ｗｉｔｈｏｕｔ?Ｓｃ?ａｎｄ?Ｚｒ；?（ｂ）?Ｗｉｔｈ?ｔｒａｃｅｓ?ｏｆ?Ｓｃ?ａｎｄ?Ｚｒ??肖代紅等Ｎ］，研宄添加０．３?％Ｓｃ對ＡＡ７０８５合金的鑄態(tài)及鍛造態(tài)的顯微組織和??力學(xué)性能的影響發(fā)現(xiàn)，添加０．３?％Ｓｃ能細(xì)化鑄態(tài)合金的晶粒，抑制鍛造態(tài)合金的再??結(jié)晶，最終提高基體合金的強度和斷裂韌性；其強化機制主要是Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ）相引起??的細(xì)晶強化、亞結(jié)構(gòu)強化和沉淀強化。??張偉等［５９］，在鋁合金材料中添加不同比例的Ｓｃ、Ｚｒ元素，并對其均勻化、熱??擠壓態(tài)、固溶態(tài)和時效態(tài)的組織與性能進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明：添加微量Ｓｃ??和Ｚｒ，會在凝固過程中形成初生Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ），可顯著細(xì)化合金鑄態(tài)晶粒，見圖１．４??所示；均勻化時形成的次生Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ）粒子可以強烈釘扎位錯和亞晶界，有效抑制??變形組織的再結(jié)晶，顯著提高合金的力學(xué)性能。與不含Ｓｃ、Ｚｒ的合金相比，含？??０．０５?％Ｓｃ和０．１５?％Ｚｒ的合金經(jīng)固溶處理和峰值時效處理后其抗拉強度和屈服強度??都顯著提高

張偉等［５９］，在鋁合金材料中添加不同比例的Ｓｃ、Ｚｒ元素，并對其均勻化、熱??擠壓態(tài)、固溶態(tài)和時效態(tài)的組織與性能進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明：添加微量Ｓｃ??和Ｚｒ，會在凝固過程中形成初生Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ），可顯著細(xì)化合金鑄態(tài)晶粒，見圖１．４??所示；均勻化時形成的次生Ａｌ３（Ｓｃ，Ｚｒ）粒子可以強烈釘扎位錯和亞晶界，有效抑制??變形組織的再結(jié)晶，顯著提高合金的力學(xué)性能。與不含Ｓｃ、Ｚｒ的合金相比，含？??０．０５?％Ｓｃ和０．１５?％Ｚｒ的合金經(jīng)固溶處理和峰值時效處理后其抗拉強度和屈服強度??都顯著提高，并且認(rèn)為其強化作用主要來自含Ｓｃ、Ｚｒ化合物對合金起到的亞結(jié)構(gòu)??強化、析出強化和細(xì)晶強化。??圖１．４添加稀土元素的鋁合金微觀組織［５９］??（ａ）Ａｌ基體和析出物的衍射；（ｂ）在晶界和位錯處形成大量的彌散的Ａｂ（Ｓｃ，Ｚｒ）析出物??Ｆｉｇ?１．４?Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ａｌｕｍｉｎｕｍ?ａｌｌｏｙ?ｗｉｔｈ?ｒａｒｅ?ｅａｒｔｈ?ｅｌｅｍｅｎｔ?（ａ）?Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａ１?ｍａｔｒｉｘ?ａｎｄ??ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ．ＦＩＧ；?（ｂ）?Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａ?ｌａｒｇｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｓｍａｌｌ??ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ?Ａｂ（Ｓｃ，Ｚｒ）?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ?ａｔ?ｇｒａｉｎ?ｂｏｕｎｄａｒｉｅｓ?ａｎｄ?ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎｓ??６??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3540063