本文關(guān)鍵詞：初始形變儲(chǔ)能、升溫速率和固溶時(shí)間對(duì)7085鋁合金組織與性能的影響

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【摘要】：超高強(qiáng)鋁合金由于比強(qiáng)度高、韌性好、制造成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航天和國(guó)防領(lǐng)域。我國(guó)對(duì)超高強(qiáng)鋁合金的研究起步相對(duì)較晚,為了追上國(guó)外的研究步伐,滿足我國(guó)航天國(guó)防的需求。探索超高強(qiáng)鋁合金的加工與熱處理工藝,特別是能應(yīng)用于工業(yè)上的工藝一直是備受關(guān)注的研究課題。本文以7085鋁合金為原材料,通過微觀組織金相、XRD、EBSD分析以及硬度和電導(dǎo)率測(cè)試、拉伸性能及斷口特征分析、晶間腐蝕和剝落腐蝕測(cè)試,探究了初始形變儲(chǔ)能、升溫速率和固溶時(shí)間對(duì)7085鋁合金組織與性能的影響,具體研究工作和結(jié)論如下:(1)在7085鋁合金擠壓材的基礎(chǔ)上,進(jìn)行40%熱機(jī)械壓縮(350℃×2 h保溫)熱壓成7085鋁合金熱壓材。發(fā)現(xiàn)熱壓材在熱壓過程中發(fā)生了動(dòng)態(tài)連續(xù)再結(jié)晶,導(dǎo)致熱壓材合金內(nèi)部的低角度晶界比例大幅度下降,但仍具有很高的位錯(cuò),位錯(cuò)密度約是擠壓材的5.4倍,而這較高的形變儲(chǔ)能則會(huì)加快熱壓材合金的熱處理進(jìn)程。(2)7085鋁合金擠壓材與熱壓材在固溶時(shí),溶質(zhì)原子溶入基體后會(huì)與基體原子產(chǎn)生原子尺度的微區(qū)晶格畸變,這些微區(qū)晶格畸變移動(dòng)時(shí),異號(hào)畸變相互湮滅,同號(hào)畸變相互囤積形成大的晶格畸變,大的晶格畸變又逐漸匯聚一排形成位錯(cuò)。(3)7085鋁合金擠壓材由于初始形變儲(chǔ)能低,在慢速升溫過程以回復(fù)為主,升溫過程中不會(huì)發(fā)生明顯的再結(jié)晶與晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象。而對(duì)于初始形變儲(chǔ)能高的7085鋁合金熱壓材,慢速升溫未能有效的抑制再結(jié)晶,反而由于在高溫區(qū)行留時(shí)間過長(zhǎng),導(dǎo)致合金發(fā)生再結(jié)晶和晶粒的長(zhǎng)大。(4)長(zhǎng)時(shí)間的升溫固溶并沒有大幅度降低7085鋁合金的力學(xué)性能。慢速升溫固溶能夠抑制形變儲(chǔ)能低的7085鋁合金擠壓材的再結(jié)晶,但升溫速率過慢、固溶時(shí)間過長(zhǎng)總體上并不利于7085鋁合金擠壓材的力學(xué)性能的提高。而7085鋁合金熱壓材由于高的初始形變儲(chǔ)能,促進(jìn)了再結(jié)晶;在快速升溫固溶處理下,發(fā)生了適宜的再結(jié)晶,在對(duì)合金強(qiáng)度影響很小的情況下,提高了合金的延伸率,但由于消耗了低角度晶界導(dǎo)致抗晶間腐蝕性能有所下降。(5)7085鋁合金熱壓材Y方向上因?yàn)闊釅汗に噷?dǎo)致晶粒被拉長(zhǎng),等軸性下降,但在進(jìn)行快速升溫固溶處理后,發(fā)生再結(jié)晶提高了合金的等軸性。發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)控高初始形變儲(chǔ)能材料的升溫固溶制度來調(diào)控再結(jié)晶,從而改變晶粒的形貌,提高合金的抗剝落腐蝕性能。(6)7085鋁合金擠壓材與熱壓材在慢速升溫固溶處理時(shí),第二相的析出有所改變,特別是在慢速升溫固溶24 h處理下,導(dǎo)致合金的抗晶界腐蝕性能降低。第二相的改變可能是由于長(zhǎng)時(shí)間的升溫固溶使得第二相發(fā)生了粗化、再溶解或析出新的相,具體變化還有待進(jìn)一步考證,但總體上熱壓材的抗晶間腐蝕性能在同一熱處理制度下要略差于擠壓材合金。
【關(guān)鍵詞】：7085鋁合金 形變儲(chǔ)能 慢速升溫 快速升溫 長(zhǎng)時(shí)間固溶 微結(jié)構(gòu)組織
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG146.21;TG379;TG156.94
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 緒論12-28
• 1.1 本文研究背景12-13
• 1.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 國(guó)外Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的發(fā)展13-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的發(fā)展15-16
• 1.3 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化機(jī)理16-20
• 1.3.1 主合金元素17-18
• 1.3.2 微量合金元素18-19
• 1.3.3 雜質(zhì)合金元素19-20
• 1.4 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的強(qiáng)化機(jī)制20-21
• 1.4.1 固溶強(qiáng)化20
• 1.4.2 時(shí)效、析出強(qiáng)化20
• 1.4.3 位錯(cuò)強(qiáng)化20-21
• 1.4.4 晶界強(qiáng)化21
• 1.5 Al-Zn-Mg-Cu系形變鋁合金加熱時(shí)的變化21-25
• 1.5.1 回復(fù)22-23
• 1.5.2 再結(jié)晶23-24
• 1.5.3 晶粒的長(zhǎng)大24-25
• 1.6 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的腐蝕類型25-26
• 1.6.1 點(diǎn)腐蝕25
• 1.6.2 晶間腐蝕25-26
• 1.6.3 剝落腐蝕26
• 1.7 本文的主要研究目的與內(nèi)容26-27
• 1.8 本章小節(jié)27-28
• 第二章 合金制備及實(shí)驗(yàn)方法28-37
• 2.1 合金成分設(shè)計(jì)及其制備28-33
• 2.1.1 合金成分設(shè)計(jì)29
• 2.1.2 合金的熔鑄及成分檢測(cè)29-30
• 2.1.3 均質(zhì)化處理30
• 2.1.4 鍛造處理30-31
• 2.1.5 擠壓加工31
• 2.1.6 熱機(jī)械壓縮31-32
• 2.1.7 熱處理32
• 2.1.8 實(shí)驗(yàn)編號(hào)32-33
• 2.2 合金性能測(cè)試33-35
• 2.2.1 顯微硬度33
• 2.2.2 電導(dǎo)率33
• 2.2.3 拉伸性能33-34
• 2.2.4 抗腐蝕性能34-35
• 2.3 合金組織結(jié)構(gòu)分析35-36
• 2.3.1 OM分析35
• 2.3.2 SEM分析35
• 2.3.3 XRD分析35
• 2.3.4 EBSD分析35-36
• 2.4 本章小結(jié)36-37
• 第三章 不同初始形變儲(chǔ)能的7085鋁合金在快、慢速升溫過程中微結(jié)構(gòu)的演變37-55
• 3.1 引言37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方法37-38
• 3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及討論38-54
• 3.3.1 XRD分析38-47
• 3.3.2 EBSD分析47-52
• 3.3.3 顯微硬度及電導(dǎo)率52-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 第四章 升溫速率及固溶時(shí)間對(duì)7085鋁合金擠壓材組織與性能的影響55-74
• 4.1 引言55
• 4.2 實(shí)驗(yàn)方法55-56
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-70
• 4.3.1 金相組織56-58
• 4.3.2 XRD分析與位錯(cuò)強(qiáng)化58-60
• 4.3.3 EBSD分析與低、高角度晶界強(qiáng)化60-64
• 4.3.4 電導(dǎo)率、硬度及拉伸性能64-67
• 4.3.5 抗晶間腐蝕與抗剝落腐蝕性能67-70
• 4.4 分析與討論70-72
• 4.4.1 擠壓材合金的強(qiáng)化分析70-71
• 4.4.2 擠壓材合金抗腐蝕性能分析71-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 第五章 升溫速率及固溶時(shí)間對(duì)7085鋁合金熱壓材組織與性能的影響74-92
• 5.1 引言74
• 5.2 實(shí)驗(yàn)方法74-75
• 5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果75-88
• 5.3.1 金相組織75-77
• 5.3.2 XRD分析與位錯(cuò)強(qiáng)化77-79
• 5.3.3 EBSD分析與低、高角度晶界強(qiáng)化79-83
• 5.3.4 電導(dǎo)率、硬度及拉伸性能83-85
• 5.3.5 抗晶間腐蝕與抗剝落腐蝕性能85-88
• 5.4 分析與討論88-91
• 5.4.1 熱壓材合金的強(qiáng)化分析88-89
• 5.4.2 熱壓材合金抗腐蝕性能分析89-91
• 5.5 本章小結(jié)91-92
• 第六章 總結(jié)與展望92-95
• 6.1 全文的工作小結(jié)92-93
• 6.2 本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)93-94
• 6.3 工作展望94-95
• 參考文獻(xiàn)95-99
• 致謝99-100
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果100-101

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