本文關(guān)鍵詞：主合金元素對高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金鑄態(tài)組織及均熱態(tài)組織的影響

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【摘要】：Al-Zn-Mg-Cu系合金因具有高的比強(qiáng)度、良好的韌性、較高的疲勞性能及耐腐蝕性能而成為航空航天工業(yè)中重要的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。近三十年來,各國材料工作者通過不斷地調(diào)整優(yōu)化主合金元素含量,改變微合金化元素的種類及含量以及降低雜質(zhì)元素含量開發(fā)了一系列的高強(qiáng)鋁合金,如7050、7150、7055、7449、7136、7056等。其中,由加拿大鋁業(yè)公司于2004年開發(fā)的7056鋁合金是一種非常有前途的新合金,與7055鋁合金相比,7056合金顯著提高了Zn元素的含量,適當(dāng)降低了Mg.Cu元素的含量；7056-T7951與7449合金相比,斷裂韌性提高了40-50%；與7150鋁合金相比,耐腐蝕性能更高。本文在7056合金的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步調(diào)整了其主合金元素含量的配比關(guān)系,得了一種新型合金A1,然后在合金A1的基礎(chǔ)上分別增加Cu.Mg.Zn元素的含量得到了另外三種對比合金A2、A3、A4。本文利用Pandat熱力學(xué)計(jì)算、OM.SEM.XRD.DSC等方法對四種高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金凝固組織、均勻化熱處理過程中的組織演變進(jìn)行了探索,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：Pandat熱力學(xué)計(jì)算結(jié)果表明；四種合金中主要存在α(A1)和MgZn2結(jié)構(gòu)相,同時(shí)還存在少量富Cu相；高Zn含量7000系鋁合金中MgZn2吉構(gòu)相含量主要受Zn和Mg元素含量影響(特別是Mg),Cu元素對MgZn2結(jié)構(gòu)相含量影響不顯著,但會延緩MgZn2結(jié)構(gòu)相在凝固中的析出：非平衡凝固模擬還分別給出了合金Al-9.2Zn-2.0Mg-1.8Cu.合金Al-9.2Zn-2.0Mg-2.1 Cu.合金Al-9-2Zn-2.5Mg-1.8Cu和合金Al-9.8Zn-2.0Mg-1.8Cu鑄態(tài)組織中低熔點(diǎn)共晶相的初始析出溫度,依次為：475.0℃、 473.8℃、476.7℃、474.7℃:合金鑄態(tài)組織均為典型的枝晶組織,主要由a(A1)固溶體及粗大的非平衡共晶相組成,合金均存在嚴(yán)重的枝晶偏析；能譜分析表明合金鑄態(tài)組織中第二相主要包括非平衡共晶AlZnMgCu四元相、晶內(nèi)分布的短棒狀MgZn2相以及少量的富Cu相；對鑄態(tài)組織中非平衡共晶相的數(shù)量和厚度進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算,發(fā)現(xiàn)提高Zn和Mg元素的含量均會導(dǎo)致合金鑄態(tài)組織中非平衡共晶相數(shù)量及非平衡共晶相厚度的增加；合金Al-9.2Zn-2.0Mg-1.8Cu.Al-9.2Zn-2.0Mg-2.1 Cu.Al.9.2Zn2.5Mg-1.8Cu和合金Al-9.8Zn-2.0Mg-1.8Cu適宜的單級均勻化工藝分別為470℃/18h.470℃/12h.470℃ /72h.470℃/48h:其中合金Al-9.2Zn-2.5Mg-1.8Cu在470℃/72h均勻化處理后,組織中仍有少量未回溶的AlZnMgCu四元相；合金Al-9.2Zn-2.0Mg-1.8Cu. Al-9.2Zn-2.OMg-2.1Cu.Al-9.2Zn-2.5Mg-1.8Cu.Al-9.8Zn.2.Mg-1.8Cu選擇的雙級均勻化制度分別為440℃/12h+470℃/18h、440℃/12h+470℃/12h.440℃/12h+472℃/72h.440℃/12h+472℃/72h:其中合金Al-9.2Zn-2.5Mg-1.8Cu在440℃/12h+472℃/72h雙級均勻化處理后也仍然存在少量未回溶的AlZnMgCu四元相；通過對合金單級均勻化和雙級均勻化的研究,發(fā)現(xiàn)在高Zn含量7000系鋁合金中提高Zn和Mg元素含量會增加均勻化的難度,單級均勻化470℃/72h和雙級均勻化440℃/12h+472℃72h均未能完全消除合金Al-9.2Zn-2.5Mg-1.8Cu中的非平衡共晶AlZnMgCu四元相。
【學(xué)位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21

【參考文獻(xiàn)】

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1 田福泉;李念奎;崔建忠;;超高強(qiáng)鋁合金強(qiáng)韌化的發(fā)展過程及方向[J];輕合金加工技術(shù);2005年12期

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本文編號：1233145