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热处理对铸造Al-Cu-Ti-（La）合金微观组织及力学性能的影响

作　者: 陈巧
导　师: 李锋
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料学
关键词: Al-Cu-Ti-(La)合金热处理显微组织低周疲劳力学性能
分类号: TG166.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着铝合金在航空航天、汽车、建筑等领域的广泛应用,对其力学性能的要求也越来越高。因此,研究开发新型铸造铝合金不仅具有理论意义,而且也具有一定的工程实用价值。本文主要针对不同加工处理状态的Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)铸造铝合金的拉伸性能和疲劳性能进行了较为系统的研究和分析,确定了稀土元素La以及热处理对Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)铸造铝合金力学性能的影响规律,以期为此类铝合金的工程应用提供可靠的理论依据。室温拉伸实验结果表明,固溶处理和固溶+时效处理可有效地提高Al-5Cu-0.5Ti -(0.5La)铸造铝合金的屈服强度和抗拉强度,而固溶处理可提高Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)铸造铝合金的断裂伸长率和断面收缩率。低周疲劳实验结果表明,不同加工处理状态的Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)合金可以表现为循环应变硬化、循环应变软化和循环稳定,主要取决于合金的成分、热处理方式和外加总应变幅的大小。对于铸态Al-5Cu-0.5Ti合金,稀土元素La的加入有利于提高其循环变形抗力,而对于固溶+时效态的Al-5Cu-0.5Ti合金,在较高外加总应变幅下,稀土元素La的加入则降低其循环变形抗力。固溶+时效处理可有效地提高Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)合金的循环变形抗力和低周疲劳寿命。对于Al-5Cu-0.5Ti-0.5La合金,其弹性应变幅、塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈单斜率线性关系,而对于铸态和固溶+时效态的Al-5Cu-0.5Ti合金,其弹性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间呈单斜率线性关系,但其塑性应变幅与疲劳断裂时的载荷反向周次之间则呈双斜率线性关系。断口形貌分析结果表明,在拉伸加载条件下,Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)铸造铝合金呈现韧性断裂特征;在低周疲劳加载条件下,Al-5Cu-0.5Ti-(0.5La)铸造铝合金的疲劳裂纹均是以穿晶方式萌生于疲劳试样表面,并以穿晶方式扩展。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-23
  1.1 铝合金的分类及强化  10-14
    1.1.1 铝合金的分类  10
    1.1.2 铝合金的强化  10-14
  1.2 铸造铝合金  14-17
    1.2.1 铸造铝合金的概述  14-15
    1.2.2 Al-Cu 系铸造铝合金  15-17
  1.3 稀土铝合金  17-19
    1.3.1 稀土在铝合金中的的作用  17-18
    1.3.2 稀土元素La 在铝合金中的作用  18-19
  1.4 铝合金的疲劳  19-21
  1.5 本课题提出意义  21-23
第二章实验材料、设备及方法  23-26
  2.1 实验材料  23
  2.2 实验设备  23
  2.3 实验内容及方法  23-26
    2.3.1 合金的熔炼  23-24
    2.3.2 合金的金属型铸造  24
    2.3.3 合金的热处理  24
    2.3.4 合金的显微组织观察  24-25
    2.3.5 拉伸实验  25
    2.3.6 低周疲劳实验  25
    2.3.7 断口形貌的扫描电镜观察  25-26
第三章实验结果分析与讨论  26-62
  3.1 合金的显微组织  26-28
  3.2 合金的拉伸性能  28-30
  3.3 合金的疲劳行为  30-50
    3.3.1 循环应力响应行为  30-42
    3.3.2 低周疲劳寿命行为  42-48
    3.3.3 循环应力-应变行为  48-50
  3.4 断口形貌观察与分析  50-55
    3.4.1 拉伸断口形貌观察与分析  50-52
    3.4.2 疲劳断口形貌观察与分析  52-55
  3.5 分析与讨论  55-62
    3.5.1 拉伸变形行为  55-56
    3.5.2 循环应力响应行为  56-58
    3.5.3 疲劳寿命行为  58-59
    3.5.4 拉伸和疲劳断裂行为  59-62
第四章结论  62-63
参考文献  63-66
在学研究成果  66-67
致谢  67

热处理对铸造Al-Cu-Ti-（La）合金微观组织及力学性能的影响

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