本文關(guān)鍵詞：Al-Zn-Mg-Cu合金時效硬化行為的EET理論研究

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【摘要】：Al-Zn-Mg-Cu合金具有良好的物理性能和力學(xué)性能,廣泛的應(yīng)用于航空、汽車、機械等行業(yè)。主要合金元素及其含量和時效按何種序列進行對Al-Zn-Mg-Cu合金的組織與力學(xué)性能有重要影響。本文通過固溶時效處理、顯微組織觀察、硬度檢測、合金基體固溶體與析出相的價電子結(jié)構(gòu)計算分析,研究了Zn/Mg比和Cu含量對合金組織與時效硬化行為的影響,分析了Zn/Mg比和Cu含量對Al-Zn-Mg-Cu合金析出相形核和時效硬化行為影響的微觀本質(zhì)。實驗結(jié)果表明,Al-6.2Zn-2.3Mg合金峰時效時間明顯短于Al-5.0Zn-3.0Mg合金峰時效時間;Al-6.2Zn-2.3Mg合金時效初期的硬化速率大于Al-5.0Zn-3.0Mg合金時效初期的硬化速率;120℃時效時,Al-6.2Zn-2.3Mg合金硬化行為具有雙峰特征,而Al-5.0Zn-3.0Mg合金硬化雙峰特征不明顯。120℃時效時,Al-6.2Zn-2.3Mg-1.5Cu和Al-6.2Zn-2.3Mg-3.5Cu合金時效硬化不具有雙峰特征,時效初期合金硬度增加較快,時效中后期合金硬度變化不大;165℃時效時,隨著時效時間的延長,Al-6.2Zn-2.3Mg-xCu合金的硬度變化較大,且隨含Cu量的增加,硬度值的變化幅度增加。EET計算發(fā)現(xiàn),時效初期基體固溶體中原子偏聚的形成是Al-Zn-Mg-Cu合金按何種序列進行時效的微觀本質(zhì)。Al-Zn-Mg-Cu合金按η相析出慣序進行時效的原因在于Zn-Mg原子間的作用力最強,結(jié)合最穩(wěn)定,優(yōu)先形成了大量的α-Al-Zn-Mg原子團簇,為η相析出序列GP區(qū)的形成提供了條件。Al-Zn-Mg-Cu合金時效存在η相和T相兩種析出序列的原因在于時效初期除優(yōu)先形成了大量的α-Al-Zn-Mg原子團簇外,還因Al-Mg原子間的強作用力,形成了以Zn原子為中心的Al-Mg-Zn-Mg-Al復(fù)合固溶體,為T相析出序列GP區(qū)的形成提供了條件。EET計算發(fā)現(xiàn),Al-Zn-Mg-Cu合金基體三元固溶體α-Al-Mg-Cu中,Al-Mg原子間作用力最強,Mg-Cu原子間作用力次之;當(dāng)含Cu量較少時,時效初期形成的α-Al-Zn-Mg-Cu-Mg-Zn-Al復(fù)合固溶體為含Cu的GP區(qū)形成提供了條件,進而形成含Cu的η′和η相;當(dāng)Cu含量較大時,形成的α-Al-Mg-Cu固溶體為S相析出序列的GPB區(qū)的形成提供了條件。
【關(guān)鍵詞】：Al-Zn-Mg-Cu合金 時效硬化行為 固溶體 強化相 價電子結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.21;TG166.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-11
• 1.3 Al-Zn-Mg-Cu合金的合金化11-12
• 1.3.1 主要合金元素的作用11-12
• 1.3.2 微合金化元素的作用12
• 1.4 Al-Zn-Mg-Cu合金的析出相12-15
• 1.5 Al-Zn-Mg-Cu合金的熱處理15-17
• 1.5.1 均勻化退火處理15-16
• 1.5.2 固溶處理16
• 1.5.3 時效處理16-17
• 1.6 Al-Zn-Mg-Cu合金EET的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.7 本論文選題的目的與意義19-20
• 1.8 本論文的主要研究內(nèi)容20-21
• 2 實驗內(nèi)容與研究方法21-27
• 2.1 實驗內(nèi)容與方法21-22
• 2.1.1 實驗材料21
• 2.1.2 實驗內(nèi)容與方法21-22
• 2.2 理論研究內(nèi)容與計算方法22-27
• 2.2.1 理論研究內(nèi)容22
• 2.2.2 理論計算方法22-27
• 3 主要元素對Al-Zn-Mg-Cu合金時效硬化行為的影響27-43
• 3.1 Zn/Mg對Al-Zn-Mg合金組織與時效硬化行為的影響27-30
• 3.1.1 合金鑄態(tài)顯微組織27-28
• 3.1.2 合金單級時效顯微組織28-29
• 3.1.3 合金時效硬化行為分析29-30
• 3.2 雙級時效溫度對Al-Zn-Mg合金組織與時效硬化行為的影響30-35
• 3.2.1 合金雙級時效顯微組織30-34
• 3.2.2 時效溫度對合金組織與時效硬化行為的影響34-35
• 3.3 Cu含量對Al-Zn-Mg-Cu合金組織與時效硬化行為的影響35-43
• 3.3.1 Al-Zn-Mg-Cu合金低溫時效顯微組織35-36
• 3.3.2 Al-Zn-Mg-Cu合金低溫時效硬化行為分析36-37
• 3.3.3 Al-Zn-Mg-Cu合金高溫時效顯微組織37-41
• 3.3.4 Al-Zn-Mg-Cu合金高溫時效硬化行為分析41-43
• 4 Al-Zn-Mg-Cu合金析出相形核與時效硬化行為的EET分析43-70
• 4.1 合金基體α固溶體的價電子43-51
• 4.1.1 α-Al晶胞的價電子結(jié)構(gòu)43-44
• 4.1.2 合金基體二元固溶體的價電子結(jié)構(gòu)44-46
• 4.1.3 合金基體三元固溶體的價電子結(jié)構(gòu)46-49
• 4.1.4 合金基體四元固溶體的價電子結(jié)構(gòu)49-51
• 4.2 合金強化相的價電子結(jié)構(gòu)51-61
• 4.2.1 GP區(qū)的價電子結(jié)構(gòu)51-52
• 4.2.2 η′相的價電子結(jié)構(gòu)52-54
• 4.2.3 η 相的價電子結(jié)構(gòu)54-55
• 4.2.4 GPB區(qū)的價電子結(jié)構(gòu)55-56
• 4.2.5 S′′相的價電子結(jié)構(gòu)56-57
• 4.2.6 S相的價電子結(jié)構(gòu)57-58
• 4.2.7 S′相的價電子結(jié)構(gòu)58-59
• 4.2.8 T相的價電子結(jié)構(gòu)59-61
• 4.3 合金時效硬化行為的EET理論分析61-70
• 4.3.1 Al-Zn-Mg合金Zn、Mg的固溶強化作用61-62
• 4.3.2 Zn、Mg對Al-Zn-Mg合金時效析出慣序的影響62-63
• 4.3.3 Al-Zn-Mg合金析出相的強化作用63-65
• 4.3.4 Cu對Al-Zn-Mg-Cu合金基體固溶體價電子結(jié)構(gòu)的影響65-67
• 4.3.5 Cu對Al-Zn-Mg-Cu合金時效析出慣序的影響67
• 4.3.6 Al-Zn-Mg-Cu合金析出相的強化作用67-70
• 5 結(jié)論70-71
• 參考文獻71-75
• 攻讀碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況75-76
• 致謝76

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