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7050铝合金非等温时效过程组织演变研究

作　者: 张雪
导　师: 甄良
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 材料学
关键词: 7050铝合金降温时效二次析出微观组织
分类号: TG166.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

针对目前大型铝合金厚板时效工艺研究的欠缺，本文针对7050铝合金厚板进行了非等温时效工艺的研究。通过研究薄板的织和性能的变化，获得非等温时效工艺参数对组织的影响规律。之后通过测量以及模拟厚板在加热过程中的温度变化，推测其经历的实际的非等温时效过程，获得了适合于厚板的非等温时效工艺。线性非等温时效工艺表明，随着时效温度的升高，硬度和电导率提高，其中硬度在190℃时达到峰值，可以到达182HV，接近峰时效状态下合金的硬度。在降温时效工艺中，经历短时降温就可以达到较高的硬度和电导率，其中由190℃开始降温的时效工艺中时效1.5h就可以获得优于T74状态的综合性能，这大大提高了时效效率。通过TEM等观察非等温时效工艺过程中的组织变化，结果表明在线性升温温工艺中，在由室温以20℃/h的升温速率时效至140℃时，基体内存在细小的G.P.区、η’相，在随后的加热过程中，析出相长大，超过200℃时，合金进入过时效态组织。在线性降温过程中，η相直接由基体析出，在经历短时降温后这些析出相逐渐长大，温度的降低使基体的过饱和度增加，有细小的η’和G.P.区析出，使合金得到补充强化。晶界的变化表明在降温时效过程中，晶界上也发生了二次析出的现象，得到长杆状析出相穿插于粗大的析出相之间。晶界无析出带内也存在二次析出的现象。通过DSC分析时效过程中的热信号，来进一步确定其析出行为。在线性升温过程中，DSC曲线上η’相溶解峰的向高温区移动，对应着合金内析出相尺寸增大的过程，在210℃时，稳定相η的含量增多，使得DSC曲线上η’相向η相转化的峰减弱。在线性降温工艺中η’相溶解峰的提前，对应着非等温时效过程中细小弥散相的二次析出的出现。对厚板的温度测量及模拟表明，在加热过程中存在一个非等温的阶段，在将非等温工艺向厚板板进行推广时，需考虑温度补偿，如200mm厚板经由250℃降温时，可以获得与薄板190℃相似的加热历程。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第1章绪论  10-23
  1.1 课题背景及研究的目的和意义  10
  1.2 7000 系铝合金的发展概况  10-12
  1.3 7000 系铝合金的微观组织  12-15
    1.3.1 7000 系铝合金的析出相  12-13
    1.3.2 7000 系铝合金的强化机理  13-14
    1.3.3 微观组织对性能的影响  14-15
  1.4 7000 系铝合金的性能  15-18
    1.4.1 力学性能  15-16
    1.4.2 断裂韧性  16-17
    1.4.3 耐腐蚀性  17-18
  1.5 7000 系铝合金的热处理工艺  18-22
    1.5.1 固溶  18
    1.5.2 峰值时效  18-19
    1.5.3 双级时效  19
    1.5.4 RRA 工艺  19-20
    1.5.5 非等温时效工艺  20-22
  1.6 主要研究内容  22-23
第2章材料和试验方法  23-28
  2.1 试验材料  23
  2.2 热处理工艺  23-24
    2.2.1 固溶处理  23
    2.2.2 非等温时效处理  23-24
    2.2.3 T6 态和 T74 态时效处理  24
  2.3 性能测试方法  24-25
    2.3.1 硬度测试  24-25
    2.3.2 电导率测试  25
  2.4 组织分析方法  25-26
    2.4.1 示差热分析  25
    2.4.2 透射电镜分析  25-26
  2.5 温度测试  26
  2.6 温度场模拟  26-28
第3章 7050 铝合金非等温时效硬化行为  28-35
  3.1 引言  28
  3.2 7050 铝合金线性升温工艺的研究  28-30
    3.2.1 线性升温过程中性能变化规律  28-29
    3.2.2 起始升温温度对硬度和电导率的影响  29-30
  3.3 7050 铝合金线性降温工艺的研究  30-32
    3.3.1 线性降温工艺的时效特性  30-31
    3.3.2 起始降温温度对电导率和硬度的影响  31-32
  3.4 非等温时效时间对电导率和硬度的影响  32-33
  3.5 典型状态非等温时效工艺与典型时效工艺对比  33-34
  3.6 本章小结  34-35
第4章 7050 铝合金非等温时效过程中组织演变  35-58
  4.1 引言  35
  4.2 线性升温工艺的时效组织分析  35-40
  4.3 线性降温工艺的时效组织分析  40-48
    4.3.1 由 190℃直接降温的非等温时效工艺  41-44
    4.3.2 提高起始降温温度时的组织变化  44-48
  4.4 DSC 分析  48-55
    4.4.1 固溶态 DSC 分析  48-50
    4.4.2 线性升温过程中 DSC 分析  50-52
    4.4.3 线性降温过程中 DSC 分析  52-53
    4.4.4 改变起始降温温度的 DSC 分析  53-55
  4.5 时效工艺和组织的对应关系  55-57
  4.6 本章小结  57-58
第5章 7050 铝合金厚板温度场的测量与模拟  58-65
  5.1 引言  58
  5.2 厚板中温度场测试  58-60
  5.3 厚板中温度场模拟  60-64
  5.4 本章小结  64-65
结论  65-66
参考文献  66-71
致谢  71

7050铝合金非等温时效过程组织演变研究

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