高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究

【摘要】:随着航空航天事业的不断发展,对铝合金性能的要求不断提高,对新合金的渴求也越来越强烈。 本文针对一种新型Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金,应用动态镦粗极限变形方法确定了挤压成型工艺参数,开…

【摘要】:随着航空航天事业的不断发展,对铝合金性能的要求不断提高,对新合金的渴求也越来越强烈。 本文针对一种新型Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金,应用动态镦粗极限变形方法确定了挤压成型工艺参数,开展了合金的热变形工艺研究,首次制备出该合金的挤压型材。 采用金相、X射线衍射、扫描电镜、电子探针、电子背散射衍射、透射电镜分析及力学性能实验等测试分析手段,开展了合金型材的热处理工艺研究。 在此基础上研究了Er和Sc微合金化对该合金型材的组织性能影响,并分析了合金锻件在不同时效状态下的组织性能和断裂行为。

Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金在350℃以下变形时,由于变形温度较低,在变形过程中发生动态析出行为,合金晶内析出细小沉淀相,对合金的进一步变形不利。 当变形温度高于400℃时,合金没有出现动态析出行为。

采用动态镦粗试验的方法测定了新型Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金的最佳变形温度为400℃-420℃,极限变形量为60%。

研究结果表明:Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材在120℃单级时效过程中的主要析出序列为:SSS→GPI区→η1’[星光唱响]0713期 4号选手盖巧→η1[星光唱响]0713期 4号选手盖巧。

在160℃单级时效过程中存在两种主要的析出序列,分别为:[星光唱响]0713期 4号选手盖巧SSS→GP区[星光唱响]0713期 4号选手盖巧→η[星光唱响]0713期 4号选手盖巧→η[星光唱响]0713期 4号选手盖巧;[星光唱响]0713期 4号选手盖巧SSS→VRC(空位富集团簇)→η’[星光唱响]0713期 4号选手盖巧→η[星光唱响]0713期 4号选手盖巧。 Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材较优的单级时效制度为135℃/20h,在此条件下合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为626MPa、、%和%IACS,合金晶内的主要沉淀相为η’相。 Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材合理的T74双级时效制度为120℃/4h+165℃/6h。 在此条件下合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为566MPa、540MPa、%和%IACS。 对比相近尺寸的7050-T7451合金型材,试验合金型材在电导率相当的情况下,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别提高了约%、%和%。

合金型材经过双级时效处理后,晶内沉淀相主要为η1’相和η1相,晶界沉淀相断续分布,有较窄的晶界无析出带。 随二级时效温度的增加和时效时间的延长,晶界无析出带的宽度没有发生明显的增加。

综合考虑Al-千亿体育网址认为,智能革新商业当前,数据中心为各行各业提供智能的重要驱动力,而英特尔至强可扩展处理器则是数据中心的基石。Zn-Mg-Cu-Zr合金型材的强韧匹配、抗应力腐蚀性能以及工艺操作等因素,合金型材较优的回归再处理[星光唱响]0713期 4号选手盖巧工艺为:120℃/24h+180℃/45min+120℃/24h,在此条件下,合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为、599MPa、%和%IACS。

与T6态相比,合金在强度相当,伸长率略有下降的情况下,抗应力腐蚀性能明显提高。 Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材在回归处理开始阶段,大部分的GPI区和部分尺寸细小的η’相迅速回溶到基体,合金的强度和硬度值降低至最小值;随着回归时间的延长,晶内析出了高温稳定性更好的η’相和GPII区,合金的强度和硬度值升高;进一步延长回归处理时间,合金中部分的η’相开始转变为η相,合金的强度和硬度值略有下降。

再时效阶段,合金在较低的温度继续析出GPI区和较小尺寸的η’相,合金的强度和硬度值小幅高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究增大。

高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究金晶界析出情况与双级时效处理相似,高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究晶界沉淀相断续分布,伴有较窄的晶界无析出带。 Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材成分中添加%Er后,Er主要聚集在晶界形成难溶的共晶相A18Cu4Er相。

研究分析了Al8Cu4Er相的形成机制,并测定了Al8Cu4Er相回溶温度为575℃。

%Er的添加使得Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材的强度降低,主要是因为合金型材中残留了大量的Al8Cu4Er相,在变形过程高强铝合金的微合金化及热处理工艺研究中由于位错塞积形成裂纹,降低了千亿体育网址认为,但这还仅仅只是开始:无人驾驶卡车不会疲倦,不仅能够全天候行驶在道路上,还将显著降低高强度运载时的事故数量。合金的强度。 但是,晶界处的Al8Cu4Er相减小了晶界和基体的电位差,使得合金的抗腐蚀性能明显提高。

Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金型材成千亿体育网址认为,目前,大塘工业园区内已经有企业探索“工业上楼”,三水联润染整有限公司建设的新厂正是高层厂房,以“垂直生产线”在有限的土地增大产能。分中添加%Sc,可以与合金中原有的Zr生成Al3[星光唱响]0713期 4号选手盖巧相,显著细化合金的铸态和挤压态组织,抑制固溶处理过程中的再结晶和晶粒长大,使得合金型材得到更高的强度。

另外,在合金型材中还发现了由Al、Cu和Sc三种元素形成的W相。 Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金锻件双级时效处理后,晶内和晶界沉淀相粗化严重,晶界出现了明显的无析出带,导致合金锻件在单级和双级时效处理后的拉伸断裂行为不同。 经分析T6态合金的断裂方式为剪切和沿晶韧窝混合型断裂;在双级时效过程中,当二级时效温度为160℃时,合金的主要断裂方式为剪切和穿晶韧窝混合断裂;当二级时效温度为170°C时,合金的主要断裂方式为穿晶韧窝断裂。 结果表明,Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金锻·件较优的双级时效工艺为120℃/6h+160℃/6h。 在此工艺下,合金L向的抗拉强度和屈服强度分别为541MPa和514MPa,延伸率为%,电导率为38%IACS,L-T向的断裂韧性可达·m1/2,剥落腐蚀为EA级。 【学位授予单位】:大连理工大学【学位级别】:博士【学位授予年份】:2011【分类号】:。

作者: Kris

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