發(fā)布時間：2017-08-21 22:39

  本文關鍵詞：7N01鋁合金自然時效對后續(xù)人工時效性能的影響

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【摘要】：Al-Zn-Mg合金屬于可熱處理強化鋁合金,并作為結構件材料被廣泛應用于航空航天和交通運輸領域。而其中7N01鋁合金作為典型的商用中高強Al-Zn-Mg合金,因其具有比較均衡的力學性能、成型性能、焊接性能、耐腐蝕性能而被大量用于如高速列車、地鐵等軌道交通車輛的制造。7N01鋁合金具有強烈的自然時效效應,且在實際人工時效處理過程中很難完全避免,因此,研究自然時效因素的加入對后續(xù)人工時效性能的影響具有較強的工程意義。本文采用商用7N01鋁合金作為研究對象,主要利用力學性能測試、掃描電子顯微鏡(SEM)和掃描透射電子顯微鏡(STEM)表征、示差掃描量熱法(DSC)分析等手段,系統(tǒng)研究了自然時效對后續(xù)人工時效包括微觀結構及宏觀力學性能的影響。并且設計了一種提高7N01鋁合金力學性能的三級時效工藝。論文主要成果總結如下：(1)自然時效形成的溶質原子團簇在人工時效早期階段的“回溶”,不僅與人工時效溫度有關,也和自然時效時間密切相連。在120℃人工時效條件下,自然時效團簇隨著自然時效時間的延長而由“完全回溶”向“部分回溶”轉變；而經(jīng)過充分自然時效(NA(110HV))后生成的團簇即使在140℃人工時效也不會完全“回溶”。(2)自然時效預處理對后續(xù)單級人工時效性能提升具有積極作用。自然時效形成的團簇在人工時效階段不論是發(fā)生“部分回溶”還是“完全回溶”,都不會降低人工時效峰值狀態(tài)的硬度,峰值時效硬度甚至會隨著自然時效時間的延長反而有小幅提升,并且還會使時效峰值出現(xiàn)的時間比單級T6處理明顯提前。此外,自然時效還能抑制后續(xù)較高溫度人工時效過程中過時效傾向的出現(xiàn)。(3)NA(自然時效)+110℃/10 h+140℃/8 h三級時效獲得的峰值強度在一定范圍內隨著自然時效預時效程度的提高而增加。充分自然時效的7N01鋁合金經(jīng)所述三級時效處理后,屈服強度(395.8 MPa)和抗拉強度(448.2 MPa)比單級T6時效處理分別提高9.0%及10.7%,同時不損失延伸率(13.8%)。此外,還可以使人工時效時間在自然時效+單級人工時效的雙級時效工藝基礎上進一步縮短,降低至20 h以內。(4)7N01鋁合金經(jīng)過三級時效處理后,主要強化相是GP區(qū)和細小的η'相。自然時效生成的團簇,在后續(xù)人工時效階段并沒有全部溶解,或者全部作為形核核心轉變?yōu)棣?相。根據(jù)其在后續(xù)人工時效過程中的演變路徑,自然時效團簇可分為三類：(i)一直穩(wěn)定保留至時效終了；(ii)通過“回溶”促進η'相析出；(iii)以及可以充當η'相形核核心直接向其轉變。
【關鍵詞】：7N01鋁合金 時效 強度 TEM 析出相
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG166.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-13
• 第1章 緒論13-28
• 1.1 引言13
• 1.2 Al-Zn-Mg-(Cu)系合金國內外發(fā)展進程和應用概況13-16
• 1.3 Al-Zn-Mg-(Cu)系合金熱處理工藝進展16-23
• 1.3.1 均勻化處理16-17
• 1.3.2 固溶處理17-19
• 1.3.3 淬火處理19-20
• 1.3.4 時效處理20-23
• 1.4 Al-Zn-Mg-(Cu)合金中的析出相及轉化路徑23-25
• 1.4.1 GP zones和Clusters24
• 1.4.2 亞穩(wěn)相η'相24-25
• 1.4.3 平衡相η相25
• 1.5 鋁合金在軌道交通車輛上的應用25-26
• 1.6 本論文的研究目的和意義26-28
• 第2章 實驗條件和實驗方法28-36
• 2.1 實驗材料28
• 2.2 實驗儀器與設備28-29
• 2.3 實驗過程與方法29-30
• 2.4 力學性能測試30-31
• 2.4.1 顯微硬度測試30
• 2.4.2 拉伸測試30-31
• 2.5 顯微組織分析31-34
• 2.5.1 金相組織分析31-32
• 2.5.2 透射電子顯微鏡觀察32-34
• 2.5.3 掃描電子顯微鏡觀察34
• 2.6 示差掃描量熱法熱分析34-35
• 2.7 導電率測量35-36
• 第3章 7N01鋁合金單級時效處理的析出行為及力學性能36-50
• 3.1 自然時效36-40
• 3.2 單級人工時效40-47
• 3.2.1 人工時效溫度對早期析出行為的影響41-43
• 3.2.2 120℃人工時效析出過程43-47
• 3.3 7N01鋁合金單級時效力學性能47-48
• 3.4 本章小結48-50
• 第4章 7N01鋁合金自然時效對人工時效性能的影響50-64
• 4.1 自然時效對后續(xù)單級人工時效效果的影響50-54
• 4.2 三級時效工藝的提出與驗證54-58
• 4.3 不同自然時狀態(tài)的三級時效處理58-59
• 4.4 自然時效對三級時效峰值硬度狀態(tài)析出相的影響59-60
• 4.5 三級時效中自然時效對人工時效階段析出路徑的影響與討論60-62
• 4.6 本章小結62-64
• 結論64-65
• 參考文獻65-70
• 致謝70

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本文編號：715581