本文關(guān)鍵詞：Sc對Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金組織和性能影響的研究

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【摘要】：Al-Zn-Mg-Cu系超強鋁合金因其高強度、高硬度、良好的韌性以及抗腐蝕性，被廣泛的應用于現(xiàn)代社會的工業(yè)生產(chǎn)中。由于傳統(tǒng)的塑料模具材料-模具鋼在生產(chǎn)中面臨的加工性差、加工時間長、成本高等問題日益凸顯，因此替代模具鋼的新型塑料模具材料的研發(fā)需求就變得十分迫切。本課題主要研究的是稀土元素Sc對Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金的顯微組織和室溫力學力學性能的影響,進而探索出最優(yōu)化的合金成分和最佳的熱處理工藝，以期為新型的鋁合金塑料模具材料的開發(fā)提供理論支持。 本文為了研究稀土元素Sc對Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金的顯微組織和室溫力學性能的影響，從鑄態(tài)、固溶態(tài)及時效態(tài)三個方面對其進行研究。 本文對Sc含量分別為0、0.1%、0.2%、0.3%和0.4%的五種鑄態(tài)Al-6Zn-2Mg-2.5Cu-xSc合金的顯微組織、室溫力學性能及共晶相的種類、相組成及分布方式進行了觀察、檢測和分析，通過對Sc含量遞增過程中，合金的顯微組織、室溫力學性能及共晶相的種類、相組成及分布方式的變化進行對比，探究了Sc對鑄態(tài)Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金顯微組織和室溫力學性能的影響，并研究了合金力學性能變化與其顯微組織變化的內(nèi)在聯(lián)系，分析其影響機制。實驗表明，在鑄態(tài)Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金中加入Sc會對其晶粒產(chǎn)生明顯的細化作用，并且會促使晶粒由枝晶向等軸晶轉(zhuǎn)變；同時，Sc含量的增加還會影響合金中第二相的分布狀態(tài)和共晶相的形貌特點。稀土元素Sc正是通過對合金中晶粒的尺寸和種類、第二相的組成和分布狀態(tài)的影響，來影響合金的室溫力學性能。 本文為了研究Sc對于Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金的固溶組織的影響，對不同Sc含量的合金中未溶的析出相(剩余相)的分布狀態(tài)進行了金相觀察，對其相組成進行了EDS檢測。實驗結(jié)果表明，隨著Sc含量的增加，合金中大部分的剩余相會逐漸減少，甚至完全消失。而對Sc對Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金的時效態(tài)顯微組織和室溫力學性能影響的研究中，本文不僅對Sc含量增加過程中合金的顯微組織和室溫力學性能影響的變化進行觀察、檢測和分析，同時還對加熱溫度和保溫時間不同的時效工藝處理的合金的室溫力學性能進行對比，分析了不同時效工藝對合金組織的影響，從而優(yōu)化合金的熱處理工藝。實驗結(jié)果表明，，Sc含量的增加會對合金中晶內(nèi)析出相粒子及晶內(nèi)偏析區(qū)等對時效態(tài)合金的室溫力學性能起決定性作用的顯微組織產(chǎn)生明顯的影響。此外，當合金中Sc含量為0.2%，并且對其采用120℃-24h的時效工藝進行熱處理后，Al-6Zn-2Mg-2.5Cu合金的綜合室溫力學性能達到最佳的狀態(tài)。
【關(guān)鍵詞】：鋁合金 鈧 顯微組織 室溫力學性能 熱處理
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG146.21
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 Al-Zn-Mg-Cu 系超強鋁合金的發(fā)展歷程11-12
• 1.2 Al-Zn-Mg-Cu 系超強鋁合金中主要合金元素的作用12-14
• 1.3 Al-Zn-Mg-Cu 系超強鋁合金的熱處理工藝14-17
• 1.3.1 均勻化退火14
• 1.3.2 固溶處理14-15
• 1.3.3 時效處理15-17
• 1.4 含 Sc 鋁合金概述17-21
• 1.4.1 國內(nèi)、外含 Sc 鋁合金的研究歷程及研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.2 鋁合金中 Sc 添加量的選擇范圍18-19
• 1.4.3 Sc 添加對鋁合金組織及性能的影響19-21
• 1.5 本文研究內(nèi)容及意義21-23
• 第二章 試驗材料及試驗方法23-29
• 2.1 試驗研究流程23
• 2.2 試驗材料制備23-24
• 2.3 熱處理工藝24-25
• 2.3.1 固溶處理24
• 2.3.2 時效處理24-25
• 2.4 試驗方法及設(shè)備25-26
• 2.4.1 微觀形貌觀察25
• 2.4.2 硬度測量25
• 2.4.3 室溫壓縮試驗25-26
• 2.4.4 差熱分析(DTA)26
• 2.5 試驗方案26-29
• 第三章 Sc 對鑄態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 合金微觀組織及室溫力學性能的影響29-43
• 3.1 Sc 對鑄態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 合金顯微組織的影響29-31
• 3.2 Sc 對鑄態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 合金相的影響31-39
• 3.2.1 鑄態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 基體合金的相分析31-33
• 3.2.2 Sc 對鑄態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu-xSc 合金中第二相影響的分析33-39
• 3.3 Sc 對鑄態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 合金室溫力學性能影響39-40
• 3.4 分析與討論40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第四章 Sc 對 Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 合金的固溶時效組織和性能的影響43-59
• 4.1 Sc 對 Al-6Zn-2Mg-2.5Cu-xSc 合金的固溶組織的影響43-46
• 4.1.1 固溶工藝的選擇43-44
• 4.1.2 Sc 對固溶態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu-xSc 合金的未溶析出相(剩余相)的影響44-46
• 4.2 Sc 對 Al-6Zn-2Mg-2.5Cu-xSc 合金時效組織和性能的影響46-53
• 4.2.1 時效工藝的選擇46-48
• 4.2.2 Sc 對時效態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu-xSc 合金的顯微組織的影響48-51
• 4.2.3 Sc 對時效態(tài) Al-6Zn-2Mg-2.5Cu 合金的室溫力學性能的影響51-52
• 4.2.4 斷口分析52-53
• 4.3 分析與討論53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-59
• 第五章 結(jié)論59-61
• 參考文獻61-67
• 作者簡介及在校期間取所取得的科研成果67-69
• 致謝69

【參考文獻】

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本文編號：557796