学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高强铝合金的制备及其性能研究

作　者: 杨弋
导　师: 陈忠家
学　校: 合肥工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: Al-Zn-Mg-Cu合金显微组织成品冷轧总加工率回归再时效稀土Ce
分类号: TG339
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 54次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

近年来，全球铝工业已进入了一个崭新的高速发展时期。铝合金材料的不断研制与开发，提高了铝的性能和应用范围并拓展了铝的用途，为世界经济的发展和人类的进步做出巨大贡献，被认为是21世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”。Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金具有比重小、强度高、热加工性能好等特点，被广泛地应用于航空工业及民用工业等领域，追求材料的强度和韧性并提高抗腐蚀性能、成形性能，一直是研究的主题。为了深入研究高强铝合金的工艺调控技术，为其工业运用提供依据，本文从Al-Zn-Mg-Cu系合金的成分配比、轧制工艺和热处理工艺三大方面进行研究，分析这些因素对该系合金的显微组织、力学性能、抗剥落腐蚀性能、电学性能和室温成形性能的影响规律，主要得出以下结论：(1)随着成品冷轧总加工率的增加，在T6峰值时效状态下，合金抗拉强度及延伸率均呈先增大后减小的趋势，30%成品冷轧总加工率的合金板材的综合力学性能较优，其中σ_b=605.3MPa，σ_s=509.4MPa，δ=6.3%。10%成品冷轧总加工率的合金板材导电性能较优，抗剥蚀能力较强，固溶状态下，10%成品冷轧总加工率的合金板材室温成形性能较好，锥杯值CCV=50.1，最小相对弯曲半径Rmin/t=3.2。随着成品冷轧总加工率继续增大至50%时，可能会引起合金板材析出相的析出机制发生改变，从而导致主要强化相无法有效形核、析出。(2)随回归温度的增加，终时效后的合金板材达到峰值强度对应回归时间越短。在180°C、200°C、220°C回归温度下合金板材所对应达到峰值强度的回归时间分别为15min、7min、1min。在回归时间在15min内，终时效后的合金板材强度和延伸率均保持在较高水平，超过30min后，发生过度回归现象，合金综合力学性能明显下降。在回归处理220°C×1min时，经RRA处理后合金的强度值可达到σ_b=647.0MPa，σ_s=602.3MPa，在回归处理为200°C×7min时，经RRA处理后合金的综合力学性能最优，其中σ_b=606.5MPa，σ_s=585.9MPa，δ=6.9%。终时效后的合金板材的导电率随回归温度的增加，先增大后略微下降，随回归时间的延长呈递增趋势。经120°C×24h+200°C×7min+120°C×24h的RRA热处理后，合金板材的导电性能最优，导电率为42.05%IACS。回归再时效后的合金抗剥蚀性能力明显优于人工时效。(3)随Ce含量的增加，合金铸态晶粒呈明显细化的趋势，二次枝晶间距减小，沿着晶界呈网状连续分布粗大共晶组织也有所减少。经RRA热处理后的合金，Ce含量在0.15%-0.35%范围内，强度略有提高，延伸率先下降后上升，当Ce含量增至0.45%，合金综合力学性能显著下降。Ce的添加对Al-Zn-Mg-Cu合金板材的电学性能和抗剥蚀能力并无有利影响，导电率反而有略为降低的趋势，发生剥落腐蚀现象更为严重。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
致谢  9-14
第一章绪论  14-26
  1.1 引言  14-16
  1.2 铝合金板材的制备  16-20
    1.2.1 铝合金的分类  16-18
    1.2.2 铝合金的熔炼技术  18
    1.2.3 铝合金板材的轧制工艺  18-20
  1.3 稀土元素在铝合金中的应用  20-23
    1.3.1 稀土元素简介  20
    1.3.2 稀土元素的作用及应用概况  20-23
  1.4 铝合金的热处理制度  23-24
  1.5 铝合金板材室温成形性能  24
  1.6 课题的目的和主要研究内容  24-26
第二章实验方法和过程  26-38
  2.1 实验方案  26-29
  2.2 实验材料与设备  29
    2.2.1 实验材料  29
    2.2.2 实验设备  29
  2.3 试样制备  29-32
    2.3.1 合金的熔炼  30-31
    2.3.2 轧制实验  31-32
      2.3.2.1 热轧实验  31
      2.3.2.2 冷轧实验  31-32
    2.3.3 热处理制度  32
  2.4 组织结构观察与分析  32-33
    2.4.1 金相显微镜观察  32
    2.4.2 扫描电镜观察 ( 拉伸断口形貌 )  32-33
    2.4.3 X 射线衍射分析 ( XRD )  33
  2.5 合金性能测试  33-38
    2.5.1 室温单向拉伸实验  33-34
    2.5.2 显微硬度测试  34
    2.5.3 剥落腐蚀实验  34
    2.5.4 电学性能实验  34-35
    2.5.5 室温成形性能实验  35-38
      2.5.5.1 锥杯实验  35-36
      2.5.5.2 弯曲实验  36-38
第三章轧制工艺对 Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金板材性能的影响  38-49
  3.1 成品冷轧总加工率对合金组织的影响  38-40
  3.2 成品冷轧总加工率对合金力学性能的影响  40-43
  3.3 成品冷轧总加工率对合金电学性能的影响  43
  3.4 成品冷轧总加工率对合金剥落腐蚀性能的影响  43-46
  3.5 成品冷轧总加工率对铝合金成形性能的影响  46-48
  3.6 本章小结  48-49
第四章热处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金板材性能的影响  49-61
  4.1 回归再时效对铝合金组织的影响  49-53
  4.2 回归再时效对合金力学性能的影响  53-57
  4.3 回归再时效对铝合金电学性能的影响  57-58
  4.4 回归再时效对合金剥落腐蚀性能的影响  58-60
  4.5 本章小结  60-61
第五章合金成分对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金板材性能的影响  61-71
  5.1 稀土元素 Ce 对铝合金组织的影响  61-64
  5.2 稀土元素 Ce 对铝合金力学性能的影响  64-67
  5.3 稀土元素 Ce 对合金电学性能的影响  67-68
  5.4 稀土元素 Ce 对合金剥落腐蚀性能的影响  68-70
  5.5 本章小结  70-71
第六章结论与展望  71-73
  6.1 全文总结  71-72
  6.2 研究展望  72-73
参考文献  73-78
攻读硕士学位期间发表的论文  78-79

高强铝合金的制备及其性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文