本文關(guān)鍵詞：往復(fù)鐓擠2A66鋁鋰合金的組織演變及力學(xué)性能研究

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【摘要】：鋁鋰合金具有低密度、高的比強(qiáng)度、比剛度、高的彈性模量、良好的疲勞性能,是非常有潛力的航天航空結(jié)構(gòu)材料,在航天航空領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。本文以我國自主研發(fā)的2A66鋁鋰合金為研究對象,利用往復(fù)鐓擠大塑性變形工藝對2A66鋁鋰合金進(jìn)行加工,旨在細(xì)化鋁鋰合金晶粒,降低變形織構(gòu),使2A66鋁鋰合金組織更均勻,并改善2A66鋁鋰合金的各向異性,提高2A66鋁鋰合金的綜合性能,推動2A66鋁鋰合金在我國航天航空領(lǐng)域的應(yīng)用。本文采用金相、電子衍射背散射(EBSD)、掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、維氏硬度測試和室溫拉伸力學(xué)性能測試等檢測方法研究了2A66鋁鋰合金不同往復(fù)鐓擠變形量(每道次變形量為1.708)和往復(fù)鐓擠試樣不同位置的晶粒形貌、晶界結(jié)構(gòu)和織構(gòu)等組織特征和力學(xué)性能。并探明了2A66鋁鋰合金往復(fù)鐓擠過程中的晶粒細(xì)化機(jī)制和韌化機(jī)制。主要結(jié)論如下：(1)往復(fù)鐓擠變形可以有效細(xì)化2A66鋁鋰合金的晶粒并獲得以大角度晶界為主的組織。往復(fù)鐓擠3道次后,2A66鋁鋰合金的平均晶粒尺寸從擠壓態(tài)的140μm左右細(xì)化到了4μm左右。擠壓態(tài)2A66鋁鋰合金中以5。的小角度晶界為主,大角度晶界占比為47.28%,往復(fù)鐓擠3道次后大角度晶界的占比增加到86.37%。往復(fù)鐓擠過程中2A66鋁鋰合金的晶粒細(xì)化機(jī)制是非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶機(jī)制和連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶復(fù)合細(xì)化機(jī)制,隨變形量增加非連續(xù)動態(tài)再結(jié)晶逐漸減弱。(2)往復(fù)鐓擠變形可以有效改善2A66鋁鋰合金的織構(gòu)。往復(fù)鐓擠變形3道次后2A66鋁鋰合金的織構(gòu)強(qiáng)度由最初的97.743降低到了21.486。往復(fù)鐓擠變形過程中織構(gòu)成分也在發(fā)生變化。擠壓態(tài)的2A66鋁鋰合金中的織構(gòu)以{112}111+{110}111織構(gòu)為主,往復(fù)鐓擠3道次后2A66鋁鋰合金中的織構(gòu)以{001}100+{112}111織構(gòu)為主。(3)2A66鋁鋰合金往復(fù)鐓擠3道次后的不同位置的晶粒尺寸和形貌有差別,試樣表層比試樣中心的組織尺寸略細(xì),但相對于擠壓的組織更加均勻,擠壓態(tài)2A66鋁鋰合金中的晶粒尺寸大小偏差為4.81,往復(fù)鐓擠3道次后試樣整體的晶粒大小偏差為1左右。往復(fù)鐓擠態(tài)的2A66鋁鋰合金不同位置的織構(gòu)差別較大,試樣中心位置以001方向的CubeRD織構(gòu)為主,0.5r位置以111方向的織構(gòu)和立方織構(gòu)為主,表層織構(gòu)以011方向的剪切織構(gòu)為主。(4)隨著往復(fù)鐓擠變形量的增加,2A66鋁鋰合金的塑性大大提高,由擠壓態(tài)的18.2%提高到了往復(fù)鐓擠3道次的34.2%,但是抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度有所下降。往復(fù)鐓擠過程2A66鋁鋰合金的力學(xué)性能的變化是位錯強(qiáng)韌化、織構(gòu)強(qiáng)韌化、晶界強(qiáng)韌化和析出相強(qiáng)韌化共同作用的結(jié)果。位錯組態(tài)和密度的變化、織構(gòu)向有利取向轉(zhuǎn)變和β'相的減少導(dǎo)致強(qiáng)度降低,塑性的提高是因為位錯組態(tài)和密度的變化、晶粒尺寸細(xì)化、第二相的細(xì)化和再分布使變形更加均勻,大角度晶界不斷增加有利于晶界滑移。
【關(guān)鍵詞】：2A66鋁鋰合金 往復(fù)鐓擠 晶粒細(xì)化 織構(gòu) 動態(tài)再結(jié)晶
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG306;TG146.2
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第1章 緒論13-28
• 1.1 引言13
• 1.2 鋁鋰合金的發(fā)展概況與應(yīng)用13-17
• 1.2.1 國外鋁鋰合金的發(fā)展13-15
• 1.2.2 國內(nèi)鋁鋰合金的發(fā)展15-16
• 1.2.3 鋁鋰合金的應(yīng)用16-17
• 1.3 改善鋁鋰合金性能的方法17-19
• 1.3.1 鋁鋰合金塑韌性的改善17
• 1.3.2 鋁鋰合金各向異性的改善17-19
• 1.3.3 鋁鋰合熱穩(wěn)定性的改善19
• 1.4 大塑性變形技術(shù)19-24
• 1.4.1 大塑性變形技術(shù)的特點19-20
• 1.4.2 大塑性變形技術(shù)的研究進(jìn)展20-23
• 1.4.3 鋁鋰合金大塑性變形技術(shù)的研究現(xiàn)狀23-24
• 1.5 往復(fù)鐓擠變形技術(shù)的研究現(xiàn)狀24-26
• 1.5.1 往復(fù)鐓擠技術(shù)的工藝原理24-25
• 1.5.2 往復(fù)鐓擠技術(shù)的研究進(jìn)展25-26
• 1.6 研究目的、意義和主要內(nèi)容26-28
• 第2章 實驗材料及研究方法28-34
• 2.1 實驗材料28
• 2.2 往復(fù)鐓擠試樣制備28
• 2.3 往復(fù)鐓擠變形實驗28-30
• 2.3.1 往復(fù)鐓擠模具28-29
• 2.3.2 往復(fù)鐓擠變形工藝及變形道次的定義29-30
• 2.3.3 往復(fù)鐓擠累積應(yīng)變量的計算30
• 2.4 顯微組織觀察與分析30-33
• 2.4.1 金相腐蝕31
• 2.4.2 透射電子顯微鏡觀察(TEM)31
• 2.4.3 掃描電鏡觀察(SEM)31-32
• 2.4.4 電子衍射倍散射(EBSD)32-33
• 2.5 力學(xué)性能測試33-34
• 2.5.1 硬度測試33
• 2.5.2 室溫拉伸測試33-34
• 第3章 往復(fù)鐓擠2A66鋁鋰合金組織演變和晶粒細(xì)化機(jī)制34-53
• 3.1 引言34
• 3.2 往復(fù)鐓擠變形區(qū)金屬的流動34-35
• 3.3 往復(fù)鐓擠前后的組織演變35-42
• 3.3.1 晶粒形貌和尺寸演變35-37
• 3.3.2 晶間位向差演變37-39
• 3.3.3 織構(gòu)演變39-42
• 3.3.4 第二相演變42
• 3.4 往復(fù)鐓擠不同位置的組織42-47
• 3.4.1 晶粒形貌和尺寸差異43-44
• 3.4.2 晶間位向差差異44-45
• 3.4.3 織構(gòu)差異45-47
• 3.5 往復(fù)鐓擠2A66鋁鋰合金的組織細(xì)化機(jī)制47-51
• 3.5.1 晶粒細(xì)化機(jī)制47-50
• 3.5.2 第二相的細(xì)化機(jī)制50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-53
• 第4章 往復(fù)鐓擠2A66鋁鋁鋰合金的力學(xué)性能53-65
• 4.1 引言53
• 4.2 顯微硬度53-54
• 4.3 室溫拉伸力學(xué)性能54-55
• 4.4 室溫拉伸斷口形貌分析55-56
• 4.5 時效處理對往復(fù)鐓擠力學(xué)性能的影響56-57
• 4.6 分析與討論57-64
• 4.6.1 往復(fù)鐓擠2A66鋁鋰合金強(qiáng)韌化機(jī)理57-62
• 4.6.2 往復(fù)鐓擠鋁鋰合金組織對合金各向異性的影響62-64
• 4.7 本章小結(jié)64-65
• 結(jié)論65-67
• 參考文獻(xiàn)67-77
• 致謝77-79
• 附錄A (攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文)79

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本文編號：754088