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二次轧制对铸轧7050铝合金组织与性能的影响研究

作　者: 张正
导　师: 王洪斌
学　校: 辽宁科技大学
专　业: 材料工程
关键词: 超高强铝合金二次轧制热处理工艺参数
分类号: TG292
类　型: 硕士论文
年　份: 2013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优点，广泛用于航空、航天、交通运输及其他要求轻量化、高强度和良好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，然后将铸轧后的板坯进行二次轧制，通过二次轧制实验，最终确定了具体的轧制工艺参数并对组织结构进行了分析，最后通过热处理工艺实验，制定合理的热处理工艺制度。结果表明：二次轧制工艺是改良7050铝合金板材的有效方法。在五个道次轧制过后，板材明显变薄，能够解决铸轧板坯上很多缺陷。随着压下量的增加，不同道次的轧制过程中，晶粒由粗大的等轴晶变为长条状的晶粒，晶粒在轧制过程中被拉长，晶粒有明显变形现象并且发生了回复再结晶，同时，析出的铝铜相明显减少。二次轧制后的合金横截面和纵截面的晶粒变小，大部分被拉长，成长条状晶粒，同时在晶粒内部和晶界处也有铝铜相析出。随着固溶温度的升高和固溶时间的延长，合金的固溶度提高，组织中粗大的第二相数量逐渐减少，尺寸也有所减小，合金的抗拉强度、屈服强度、延伸率和显微硬度均呈升高的趋势。固溶温度太低或时间太短，固溶不充分，不能充分发挥下一步的时效强化作用。适宜的固溶处理工艺为490℃×60min （屈服强度274.5MPa、抗拉强度486.4MPa、延伸率15%）或510℃×100min （屈服强度284.7MPa、抗拉强度526.8Mpa、延伸率19.5%）。

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  10-12
    1.1.1 双辊铸轧工艺的基本原理和工艺特点  10-11
    1.1.2 双辊铸轧工艺的发展趋势与展望  11-12
  1.2 轧制工艺的研究概述  12-14
    1.2.1 铝合金轧制技术介绍  12-13
    1.2.2 铝合金轧制技术的发展  13-14
  1.3 热处理工艺的研究概述  14-16
  1.4 超高强铝合金的研究概述  16-18
    1.4.1 国外超高强度铝合金发展现状  16-17
    1.4.2 国内超高强铝合金研究现状  17-18
  1.5 研究背景、选题意义和研究内容  18-23
    1.5.1 研究背景  18-20
    1.5.2 选题意义  20-21
    1.5.3 研究内容  21-23
2. 试验方案与分析方法  23-33
  2.1 铸轧 7050 铝合金试验  23-25
    2.1.1 试验材料  23
    2.1.2 试样制备  23
    2.1.3 试验设备  23
    2.1.4 试验步骤  23-25
  2.2 二次轧制铸轧后的 7050 铝合金试验  25-27
    2.2.1 试验材料  25
    2.2.2 试样制备  25
    2.2.3 试验设备  25-26
    2.2.4 试验步骤  26-27
  2.3 热处理试验  27-28
    2.3.1 试验材料  27
    2.3.2 试样制备  27
    2.3.3 试验设备  27
    2.3.4 试验步骤  27-28
  2.4 分析测试方法  28-33
    2.4.1 组织结构分析  28-30
    2.4.2 性能测试分析  30-33
3. 轧制工艺对铸轧 7050 铝合金组织结构的影响  33-42
  3.1 二次轧制对铸轧 7050 铝合金宏观形貌的影响  33-34
  3.2 二次轧制对铸轧 7050 铝合金微观组织结构的影响  34-40
    3.2.1 二次轧制前后微观组织结构变化  34-35
    3.2.2 二次轧制后第二相粒子分析  35-36
    3.2.3 不同压下量对铸轧 7050 铝合金微观组织结构的影响  36-40
  3.3 分析与讨论  40
  3.4 本章小结  40-42
4. 热处理工艺对二次轧制铸轧 7050 铝合金微观组织结构和力学性能的影响  42-56
  4.1 热处理工艺对二次轧制铸轧 7050 铝合金微观组织结构的影响  42-47
    4.1.1 不同固溶温度对二次轧制铸轧 7050 铝合金微观组织结构的影响  43-45
    4.1.2 不同保温时间对二次轧制铸轧 7050 铝合金微观组织的影响  45-47
  4.2 热处理工艺对二次轧制铸轧 7050 铝合金力学性能的影响  47-53
    4.2.1 电子万能测试机测试结果  47-48
    4.2.2 origin8.0 软件和 Microsoft Excel 工具计算结果  48-49
    4.2.3 固溶温度的力学性能分析  49-51
    4.2.4 保温时间的力学性能分析  51-52
    4.2.5 不同时效制度的拉伸断口分析  52-53
  4.3 分析与讨论  53-54
  4.4 本章小结  54-56
5. 结论  56-58
参考文献  58-61
致谢  61-62
作者简介  62-63

二次轧制对铸轧7050铝合金组织与性能的影响研究

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