Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金目前是輪轂輕量化熱門研究對象。而采用微合金化和過濾法去除熔體夾雜物都是提高鋁合金疲勞性能的有效方法。本研究使用三種Al-Zn-Mg-Cu鋁合金基體,單獨添加Sc元素和復(fù)合添加Sc、Zr和Ce元素,澆注過程中使用泡沫陶瓷過濾器。鑄錠均勻化后使用單向自由鍛,再繼以冷軋和固溶后冷鍛三種工藝,經(jīng)不同時效工藝后主要觀察Sc元素對合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。獲得結(jié)論如下:①復(fù)合添加Sc和Zr元素比單獨添加Sc元素具有更好的晶粒細(xì)化效果。這主要是由于形成具有高對稱度結(jié)構(gòu)的次生Al3(Sc,Zr)相粒子,此粒子可以作為非均質(zhì)形核核心,從而細(xì)化晶粒。②復(fù)合添加鈧鈰元素合金力學(xué)性能比之單獨添加鈧鈰元素下降明顯。③在復(fù)合加入Zr、Cr的情況下,鍛造后Sc元素能明顯提高合金的強度,在時效態(tài)下11#Sc0.1綜合力學(xué)性能最好,其抗拉強度為507.96MPa,屈服強度469.7MPa,延伸率8.9%,布氏硬度130HBW。④三種不同工藝下都是Sc0.15比Sc0.1具有更高的強度,但延伸率下降;含0.20%Sc合金力學(xué)性能下降嚴(yán)重。⑤14#含鈧0.1%的合金試樣采用鍛造直接固溶時效工...

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【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來源和研究背景意義
        1.1.1 課題的來源
        1.1.2 研究背景
        1.1.3 研究的主要內(nèi)容和意義
    1.2 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金國內(nèi)外發(fā)展情況
        1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金國外發(fā)展情況
        1.2.2 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金國內(nèi)發(fā)展情況
        1.2.3 稀土元素在Al-Zn-Mg-Cu鋁合金中的應(yīng)用情況
    1.3 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金增強增韌途徑
        1.3.1 優(yōu)化合金成分
        1.3.2 熔體凈化處理
        1.3.3 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金的鑄造鍛造
    1.4 Al-Zn-Mg-Cu的熱處理
        1.4.1 Al-Zn-Mg-Cu的均勻化
        1.4.2 Al-Zn-Mg-Cu的固溶處理
        1.4.3 Al-Zn-Mg-Cu的時效處理
    本章小結(jié)
第二章 實驗材料和分析手段
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗流程
    2.3 實驗設(shè)備
    2.4 實驗合金的配料、熔煉過濾處理和澆注
        2.4.1 合金的配料
        2.4.2 熔煉、熔體處理和澆注
    2.5 合金的均勻化
    2.6 合金的鍛造
    2.7 熱處理
    2.8 合金力學(xué)性能和硬度的檢測
        2.8.1 硬度測試
        2.8.2 力學(xué)性能的測試
    2.9 對實驗合金進行宏觀、微觀檢測斷口觀察分析
        2.9.1 低倍宏觀分析
        2.9.2 微觀金相分析
        2.9.3 掃描電鏡分析
        2.9.4 透射電鏡分析
    本章小結(jié)
第三章 Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2-X鋁合金的組織和力學(xué)性能
    3.1 Ti0.05、Sc0.2、Zr0.15、Ce0.2、Sr0.05分別對Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2合金晶粒細(xì)化的影響
    3.2 Sc0.2對Zn4.5Mg2.OCu1.0Cr0.2合金組織的影響
        3.2.1 Sc0.2對Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2合金均勻化組織的影響
        3.2.2 Sc0.2對Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2合金鍛造后固溶時效熱處理組織的影響
    3.3 Sc0.2對Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2合金鍛造后固溶時效熱處理力學(xué)性能和硬度的影響
    3.4 Sc0.2對Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2合金試棒斷裂韌性的影響
    3.5 Zn4.5Mg2.0Cu1.0Cr0.2-X重固溶力學(xué)性能的研究
    本章小結(jié)
第四章 鈧鈰對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金組織和性能的影響
    4.1 單獨鈧鈰和鈧鈰復(fù)合分別對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Cr0.1合金晶粒細(xì)化的影響
    4.2 Sc0.1對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金鍛造后固溶時效熱處理組織的影響
        4.2.1 Sc0.1對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金均勻化組織的影響
        4.2.2 Sc0.1對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金終態(tài)組織的影響
        4.2.3 Sc0.1對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金力學(xué)性能的影響
        4.2.4 Sc0.1對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金斷口韌性的影響
    4.3 Ce0.2對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金鍛造后固溶時效熱處理力學(xué)性能的影響
    4.4 ScO.1Ce0.2對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金鍛造后固溶時效熱處理力學(xué)性能的影響
    4.5 Sc0.1和Sc0.1Ce0.2對Zn4.5Mg1.8Cu1.2Zr0.15Cr0.1合金重固溶力學(xué)性能的研究
    本章小結(jié)
第五章 不同含鈧量在三種不同加工工藝下對Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2組織和力學(xué)性能的影響
    5.1 不同含鈧量對Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2合金均勻化組織的影響
    5.2 Sc0.20對Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2合金鍛后組織的影響
    5.3 熱鍛后直接固溶時效工藝對Sc0.10和Sc0.15兩種不同含鈧量的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2合金組織和力學(xué)性能的影響
        5.3.1 不同時效工藝對含Sc0.10和Sc0.15的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2合金鑄錠組織的影響
        5.3.2 不同時效工藝對含Sc0.10和Sc0.15的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2合金鑄錠力學(xué)性能和硬度的影響
        5.3.3 不同時效工藝對含Sc0.10和Sc0.15的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2合金鑄錠斷口韌性的影響
    5.4 熱鍛后直接再使用冷軋工藝對Sc0.10、Sc0.15和Sc0.20三種含鈧量的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金組織和力學(xué)性能的影響
        5.4.1 熱鍛后再使用冷軋工藝對Sc0.10、Sc0.15和Sc0.20三種含鈧量的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金組織的影響
        5.4.2 熱鍛后再使用冷軋工藝對Sc0.10、Sc0.15和Sc0.20三種含鈧量的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金力學(xué)性能和硬度的影響
        5.4.3 熱鍛后再使用冷軋工藝對Sc0.10、Sc0.15和Sc0.20三種含鈧量的Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金斷裂韌性的影響
    5.5 鍛造固溶后再冷鍛變形工藝對三種含鈧量Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金組織和力學(xué)性能的影響
        5.5.1 鍛造固溶后再冷鍛變形工藝對三種含鈧量Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金組織的影響
        5.5.2 鍛造固溶后再冷鍛變形工藝對三種種含鈧量Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金力學(xué)性能和硬度的影響
        5.5.3 鍛造固溶后再冷鍛變形工藝對三種含鈧量Zn5.0Mg2.0Cu1.6Zr0.15Cr0.2鋁合金斷裂韌性的影響
    本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：4036122