發(fā)布時(shí)間：2020-04-07 09:05

【摘要】： 論文以7A52鋁合金制備過(guò)程中的熱處理工藝優(yōu)化和焊接接頭組織性能演變方面的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題為研究對(duì)象,采用近代物理研究方法著重研究了均勻化處理對(duì)7A52合金鑄錠組織和性能的影響、固溶—時(shí)效處理方式和工藝對(duì)7A52合金板材組織與性能的影響,在此基礎(chǔ)上還研究了7A52合金板材焊接及焊接接頭組織與性能。主要結(jié)論如下: 1.7A52合金半連續(xù)鑄錠中存在比較嚴(yán)重的枝晶偏析,需要進(jìn)行均勻化處理。鑄錠均勻化過(guò)程中,400℃以下主要是亞穩(wěn)過(guò)飽和鋁基固溶體分解析出η相,400℃以上枝晶偏析逐漸消除、分解析出的η相重新溶入固溶體。與此同時(shí),固溶體分解析出Al_6Mn初晶相。 2.鑄錠均勻化過(guò)程中,合金硬度和電導(dǎo)率隨均勻化溫度和時(shí)間的增加出現(xiàn)規(guī)律性的變化,這種變化主要由過(guò)飽和鋁基固溶體分解析出η相和分解析出的η相重新溶入固溶體來(lái)控制。發(fā)現(xiàn)固溶體基體點(diǎn)陣常數(shù)與基體固溶度、宏觀鑄造應(yīng)力和微觀應(yīng)力密切相關(guān),可以通過(guò)點(diǎn)陣常數(shù)測(cè)量來(lái)監(jiān)控鑄錠均勻化過(guò)程。 3.7A52合金半連續(xù)鑄錠合宜的均勻化處理工藝為470℃保溫24h。在此條件下,枝晶偏析消除、分解析出的η相重新溶入固溶體、Al_6Mn初晶相充分析出、固溶體基體點(diǎn)陣常數(shù)趨于穩(wěn)定、宏觀鑄造應(yīng)力和微觀應(yīng)力也基本消除。 4.雙級(jí)強(qiáng)化固溶能使7A52合金的固溶溫度超過(guò)多相共晶點(diǎn)溫度、更有效地減小和消除粗大的過(guò)剩相和增加淬火后固溶體的過(guò)飽和度。7A52合金板材合宜的雙級(jí)固溶工藝為460℃/2h+480℃/1h。 5.7A52鋁合金有很強(qiáng)的時(shí)效強(qiáng)化效應(yīng),合金板材經(jīng)460℃/2h+480℃/1h強(qiáng)化固溶之后的120℃/24h峰值時(shí)效,合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率和電導(dǎo)率分別達(dá)到495MPa、438MPa、11.3%和29.16%IACS。但是,抗應(yīng)力腐蝕性能差,主要原因是η相在晶界連續(xù)分布,晶界成為腐蝕通道,在外應(yīng)力的作用下,裂紋容易在晶界處萌生和擴(kuò)展。 6.強(qiáng)化固溶-105℃/8h+130℃/14h雙級(jí)時(shí)效是7A52鋁合金最佳熱處理工藝。在此條件下,合金的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、延伸率、布氏硬度和電導(dǎo)率分別為500MPa、444MPa、11.1%、157和31.9%IACS。 7.影響7A52鋁合金腐蝕性能的主要因素為G.P.區(qū)、η′、η和無(wú)沉淀析出帶(PFZ)。G.P.區(qū)、η′、η電極電位比較低,容易與鋁基體和PFZ構(gòu)成微電池成為陽(yáng)極而溶解。晶界析出相尺寸越大分布越不連續(xù),合金的抗蝕性能越好,反之晶界析出相尺寸越小且呈鏈狀分布,則合金的抗蝕性能越差。雙級(jí)時(shí)效處理后,合金的抗蝕性能顯著改善。 8.采用Sc、Zr和Ti復(fù)合微合金化的Al-Mg-Sc-Zr焊絲對(duì)固溶-時(shí)效態(tài)的7A52合金板材進(jìn)行焊接,在氬弧焊條件下,焊接接頭σ_b=358MPa,σ_(0.2)=238MPa,δ_5=6.6%,焊接系數(shù)為0.72,達(dá)到了7A52鋁合金板材焊接設(shè)計(jì)的目標(biāo)。 9.7A52鋁合金板材焊接接頭上存在焊縫區(qū)、半熔化區(qū)、熱影響區(qū)和基材區(qū),其中熱影響區(qū)又分為淬火區(qū)和軟化區(qū)。焊縫的強(qiáng)度主要來(lái)源于Sc、Zr和Ti產(chǎn)生的晶粒細(xì)化強(qiáng)化以及焊縫凝固過(guò)程中形成的Al_3Sc、Al_3Zr和TiAl_3等初晶相的彌散強(qiáng)化。軟化區(qū)是由于焊接加熱時(shí)沉淀強(qiáng)化相粗化的結(jié)果。
【圖文】：

3.2均勻化工藝對(duì)鑄態(tài)7A52合金性能的影響3.2.1不同均勻化處理?xiàng)l件下鑄錠硬度的變化規(guī)律均勻化溫度和時(shí)間對(duì)鑄錠硬度(HB)的影響如圖3一3所示。~.—.8580/甘只0O甘O甘~會(huì)——.——O，~一~~~~盛一口——口一今-~今一—一OJ‘_一J‘~J‘今一令\怕、.U—O—U一、一O—一O-—O——.令—.—卜—.300℃一。一400℃450℃心一460℃ 470℃巨一480℃\\\。尸 00OL77八D山工、55山PU﨎工門6055.一—._一.一一-.04 812162024TimG/h 2832圖3一3不同均勻化處理態(tài)的合金硬度圖3一3中，時(shí)間為0的點(diǎn)表示未經(jīng)均勻化處理的鑄態(tài)合金，其硬度(HB)為75。經(jīng)不同溫度均勻化處理后的合金，，其硬度隨溫度變化呈現(xiàn)兩種趨勢(shì):當(dāng)溫度低于400℃時(shí)，硬度值比鑄態(tài)硬度更低。而且溫度越低，硬度值越小。對(duì)應(yīng)于具體的一個(gè)溫度，合金硬度先隨保溫時(shí)間快速下降之后基本上穩(wěn)定在一個(gè)水36

均勻化處理對(duì)鑄錠金相組織的影響
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TG146.21

【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 趙凱;尹志民;段佳琦;鄧英;何振波;;固溶-時(shí)效對(duì)01975Al-Zn-Mg-Sc合金板材組織性能的影響[J];輕合金加工技術(shù);2011年11期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 李文斌;含Sc的超高強(qiáng)Al-Zn-Cu-Mg-Zr合金微觀組織與性能研究[D];中南大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 李泉;熱處理制度對(duì)超高強(qiáng)AA7085合金組織和性能的影響[D];西南大學(xué);2011年

2 張東升;通過(guò)價(jià)電子結(jié)構(gòu)對(duì)比分析Ti、Zr、Sc對(duì)純Al的細(xì)化機(jī)理[D];鄭州大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2617715