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铸轧7050铝合金板材成形行为及热处理工艺研究

作　者: 孟凡磊
导　师: 王洪斌
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 超高强铝合金双辊铸轧工艺参数固溶处理
分类号: TG339
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

7050铝合金属于强化型合金，具有密度小、比强度高、易于成型和加工以及成本较低等一系列有点，广泛用于航天、航空、交通运输领域及其他要求轻量化、高强度和良好的耐蚀性等高应力结构部件。铝合金板材传统上采用铸锭-轧制的方法生产，生产过程复杂，能源消耗大，成材率低，造成铝合金薄板的产量很低，价格昂贵。双辊铸轧作为近终形的成形方法，非常适合用于生产断面简单而应用最为广泛的铝合金板材。近年来，铝合金的双辊铸轧技术已成为国内外的研究热点之一。本文以7050铝合金为研究对象，通过在立式双辊铸轧机上进行多次铸轧实验，最终确定了合理的铸轧工艺参数并铸轧出规格为4mm×200mm的7050铝合金薄板。先对铸轧板缺陷产生的原因及方法进行了分析。然后通过OM、SEM、TEM、硬度测试和拉伸力学性能测试等实验手段，对铸轧7050铝合金组织和性能进行了研究。结果表明：采用铸轧速度为12r/min，轧辊直径为300mm，铸轧温度为943K的工艺条件，能够制备厚度为4mm的7050铝合金薄板；铸轧7050铝合金组织有一定的不均匀性，从边部到中心部晶粒尺寸逐渐减小，呈现由边部枝晶组织向中心部等轴晶组织过渡的状态，表面和边部存在有第二相颗粒，中心部第二相较少，合金元素有一定的偏聚现象；铸轧合金的硬度为95.3HV，拉伸断裂机制为韧性断裂。对铸轧7050铝合金进行了固溶和时效处理。结果表明，铸轧7050铝合金随固溶温度的升高或固溶时间的增加，第二相溶解越多，合金的强度越大。当固溶温度在480℃、固溶时间在60min时，第二相粒子已基本溶解，合金的强度达到峰值。随固溶温度的升高或固溶时间的增加，组织出现过烧现象，析出相的弥散强化作用逐渐减弱，基体强度逐渐降低。铸轧7050铝合金较为理想的固溶处理制度为480℃×1h，水淬后经120℃×24h时效处理，此时合金的硬度为185.5HV，抗拉强度为422MPa，屈服强度为361MPa。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-23
  1.1 双辊铸轧工艺的研究概述  10-15
    1.1.1 双辊铸轧工艺的发展现状  10
    1.1.2 双辊铸轧工艺的基本原理和工艺特点  10-12
    1.1.3 双辊铸轧工艺的研究与应用  12-14
    1.1.4 双辊铸轧工艺的发展趋势与展望  14-15
  1.2 超高强度铝合金的研究概述  15-20
    1.2.1 超高强度铝合金的国内外发展现状  15-16
    1.2.2 超高强度铝合金的制备工艺  16-17
    1.2.3 超高强度铝合金的组织与性能  17-19
    1.2.4 超高强度铝合金的热处理工艺  19-20
  1.3 研究背景、选题意义和研究内容  20-23
    1.3.1 研究背景和选题意义  20-21
    1.3.2 研究内容和技术方案  21-23
2 实验方案与研究方法  23-28
  2.1 试样材料的制备  23
    2.1.1 试样的选择  23
    2.1.2 试样的制备  23
  2.2 实验设备  23-24
  2.3 实验方案  24-26
    2.3.1 实验原理  24-25
    2.3.2 热处理  25-26
  2.4 分析测试方法  26-28
    2.4.1 显微组织结构分析  26-27
    2.4.2 硬度测试  27
    2.4.3 拉伸力学性能测试  27-28
3 双辊铸轧工艺及铸轧板缺陷分析  28-41
  3.1 双辊铸轧实验  28-29
    3.1.1 双辊铸轧实验  28
    3.1.2 铸轧实验结果及分析  28-29
  3.2 工艺参数对双辊铸轧薄板的影响  29-36
    3.2.1 铸轧区长度  30-32
    3.2.2 铸轧温度  32-33
    3.2.3 铸轧速度  33
    3.2.4 冷却条件  33-35
    3.2.5 轧制力  35-36
  3.3 铸轧 7050 铝合金缺陷分析及控制方法  36-39
    3.3.1 板型  36-37
    3.3.2 夹渣  37-38
    3.3.3 热带  38
    3.3.4 孔洞  38
    3.3.5 裂纹  38-39
  3.4 本章小结  39-41
4 铸轧 7050 铝合金的微观组织和力学性能的研究  41-48
  4.1 铸轧 7050 铝合金的微观组织和力学性能分析  41-47
    4.1.1 铸轧 7050 铝合金的微观组织分析  41-44
    4.1.2 铸轧 7050 铝合金的力学性能分析  44-45
    4.1.3 铸轧 7050 铝合金的元素分布  45-47
  4.2 分析与讨论  47
  4.3 本章小结  47-48
5 固溶处理对铸轧 7050 铝合金微观组织和力学性能的影响  48-55
  5.1 固溶处理对铸轧 7050 合金微观组织和力学性能的影响  48-54
    5.1.1 固溶处理对微观组织的影响  48-49
    5.1.2 固溶处理对力学性能的影响  49-52
    5.1.3 固溶处理对合金相的影响  52-54
  5.2 分析与讨论  54
  5.3 本章小结  54-55
6. 结论  55-56
参考文献  56-60
致谢  60-61
作者简介  61-62

铸轧7050铝合金板材成形行为及热处理工艺研究

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