等温与非等温时效工艺对Al-Zn-Mg合金螺旋面挤压型材组织性能的影响规律研究
发布时间:2021-08-02 12:53
7N01铝合金是一种典型的高韧性、高强度Al-Zn-Mg(7×××)系铝合金,广泛应用于制造高速列车的牵引梁、枕梁等结构件。挤压成形可以提高金属材料的塑性,非常适合7×××系铝合金等难变形材料的生产加工。时效热处理可以提高Al-Zn-Mg挤压型材的合金性能。然而,目前国内外文献关于Al-Zn-Mg合金在时效过程中微观组织、力学性能尤其是抗腐蚀性能方面的研究较少,大多停留在传统等温时效阶段。本文以Al-Zn-Mg合金为研究对象,通过热挤压工艺获得三叶螺旋面挤压型材,研究挤压件在等温(单级)和非等温时效工艺过程中微观组织演变规律,分析该型材在不同时效工艺过程中的力学性能、电导率和腐蚀性能变化,并阐明Al-Zn-Mg合金挤压型材的析出相与性能之间的关系,得到合理的非等温时效工艺,用于为该合金及同类挤压型材的时效制度提供理论指导。本研究主要工作及结论如下:(1)研究了 Al-Zn-Mg合金微观组织在螺旋面挤压及固溶(470℃保温160min)、时效处理过程中的演变规律。Al-Zn-Mg铸态合金的组织为等轴状晶粒,经过均质化处理后仍有枝晶偏析现象。螺旋面挤压态合金枝晶偏析减少,晶粒内部具有部分小...
【文章来源】:山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:78 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-2?8MN金属型材挤压机??
?表2-lAl-Zn-Mg合金的化学成分(wt%)??Table?2-1?Chemical?composition?of?Al-Zn-Mg?alloy?(wt%).??Si?Fe?Mn?Mg?Cr?Zn?Ti?Zr?A1??0.069?0.09?0.30?1.19?0.19?4.49?0.04?0.15?Bal.??l:hholdm"?cooling?;^|??I?<?h?Watci?cooling??^?/?Vh'"s"1?-???^???.?.?BH?—??图2-1?7N01铝合金铸锭??⑷均质化工艺曲线,(b)均质化处理后EBSD组织,(c)均质化处理后OM组织??Fig.2-1.?7N01?aluminum?alloy?ingot(a)?Temperature?curve?in?the?homogenizing?process,?(b)?EBSD??micro?structure?of?7N01?aluminum?alloy?after?homogenization,?(c)?OM?microstructure?of?7N01??aluminum?alloy?after?homogenization.??藝??图2-2?8MN金属型材挤压机??Fig.?2-2?8MN?metal?profile?extruder??表2-2三叶螺旋面挤压工艺参数??Table?2-2?Extrusion?process?parameters?for?three-bladed?helical?aluminum?profile.??挤压速度(mm/s)?挤压筒温度(°C)?模具温度(°C)坯料温度(°C)坯料尺寸(m
山东大学硕士学位论文??_0■■■■■■■■■?r?邏_■■■■■■.■■■■■■■■■??图2-3三叶螺旋面铝型材挤压模具及型材??Fig.?2-3?Extrusion?dies?and?extruded?helical?profile.??2.3挤压态合金微观组织与性能??本研宄采用光学显微镜(〇M,?Olympus?GX51)对合金的晶粒和大颗粒第二相??的尺寸和分布进行观察。所有合金样品经过SiC砂纸与金刚石抛光剂磨抛后,采??用电解抛光方式。使用的电解液为30mlHN03+70ml甲醇,不同位置试样电解电??压和电解时间稍有差别(垂直挤压方向试样电压15V、电解5s,沿挤压方向试样??电压13V、电解时间3-5s)。图2-4(a)和(b)分别给出了挤压态Al-Zn-Mg合金的金??相微观组织。从图2-4(a)中可以看出,垂直于挤压方向的晶粒呈等轴状,平均晶??粒尺寸与铸态相比明显减小,铸态的原始枝晶偏析明显减少。其中,每个晶粒内??又会出现比较均匀的小角度晶界,这说明晶粒内部有亚晶分布,晶界处有较多的??黒色颗粒物第二相与电解气泡并发生少量的再结晶。7N01铝合金中含有Cr和??Mn元素,可能形成(CrFe)Al7、(CrMn)Al13等化合物弥散分布在合金内以阻碍再结??晶,其中Mn元素可以加剧合金的淬火敏感性,降低强度[65 ̄]。部分研宄认为,??7N01铝合金中的Zr元素有更强的抑制再结晶能力,综合导致合金的再结晶率低。??从图2-4(b)中可观察到,沿着挤压方向的合金晶粒被拉长,尺寸明显增大,具有??变形纤维组织与挤压流线。??11??
【参考文献】:
期刊论文
[1]Two-stage double peaks ageing and its effect on stress corrosion cracking susceptibility of Al-Zn-Mg alloy[J]. Y.L.Wang,H.C.Jiang,Z.M.Li,D.S.Yan,D.Zhang,L.J.Rong. Journal of Materials Science & Technology. 2018(07)
[2]非等温时效处理对Al-Zn-Mg-(Cu)合金性能和显微组织的影响[J]. 林振铭,李峥璐,贾宇博,金曼. 上海金属. 2016(04)
[3]浅谈铝合金材料在未来汽车轻量化中的应用与发展[J]. 李传福,张丽萍. 装备制造技术. 2015(04)
[4]空气动力用螺杆压缩机行业现状及发展趋势分析[J]. 钱家祥. 通用机械. 2012(03)
[5]罗茨式机械增压器转子型线简化及建模方法[J]. 刘厚根,朱晓东,赵厚继. 内燃机与动力装置. 2008(02)
[6]Redistribution and re-precipitation of solute atom during retrogression and reaging of Al-Zn-Mg-Cu alloys[J]. 宁爱林,刘志义,彭北山,曾苏民. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(05)
[7]螺杆压缩机转子的磨削加工[J]. 陈立明. 机械工程师. 2005(02)
硕士论文
[1]停放效应与热处理工艺对铝合金性能及变形行为的影响研究[D]. 马超.宁夏大学 2018
[2]7N01铝合金的时效工艺及抗腐蚀性能研究[D]. 张婷.广西大学 2016
[3]7N01铝合金的时效工艺及热变形行为研究[D]. 韦小凤.广西大学 2015
[4]非等温时效态7050铝合金的抗腐蚀性能研究[D]. 肖文强.哈尔滨工业大学 2012
[5]6N01和7N01时效工艺研究和组织分析[D]. 宋涛.重庆大学 2011
[6]7A85铝合金降温时效工艺的研究[D]. 唐秋菊.哈尔滨工业大学 2010
本文编号:3317597
【文章来源】:山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】:78 页
【学位级别】:硕士
【部分图文】:
图2-2?8MN金属型材挤压机??
?表2-lAl-Zn-Mg合金的化学成分(wt%)??Table?2-1?Chemical?composition?of?Al-Zn-Mg?alloy?(wt%).??Si?Fe?Mn?Mg?Cr?Zn?Ti?Zr?A1??0.069?0.09?0.30?1.19?0.19?4.49?0.04?0.15?Bal.??l:hholdm"?cooling?;^|??I?<?h?Watci?cooling??^?/?Vh'"s"1?-???^???.?.?BH?—??图2-1?7N01铝合金铸锭??⑷均质化工艺曲线,(b)均质化处理后EBSD组织,(c)均质化处理后OM组织??Fig.2-1.?7N01?aluminum?alloy?ingot(a)?Temperature?curve?in?the?homogenizing?process,?(b)?EBSD??micro?structure?of?7N01?aluminum?alloy?after?homogenization,?(c)?OM?microstructure?of?7N01??aluminum?alloy?after?homogenization.??藝??图2-2?8MN金属型材挤压机??Fig.?2-2?8MN?metal?profile?extruder??表2-2三叶螺旋面挤压工艺参数??Table?2-2?Extrusion?process?parameters?for?three-bladed?helical?aluminum?profile.??挤压速度(mm/s)?挤压筒温度(°C)?模具温度(°C)坯料温度(°C)坯料尺寸(m
山东大学硕士学位论文??_0■■■■■■■■■?r?邏_■■■■■■.■■■■■■■■■??图2-3三叶螺旋面铝型材挤压模具及型材??Fig.?2-3?Extrusion?dies?and?extruded?helical?profile.??2.3挤压态合金微观组织与性能??本研宄采用光学显微镜(〇M,?Olympus?GX51)对合金的晶粒和大颗粒第二相??的尺寸和分布进行观察。所有合金样品经过SiC砂纸与金刚石抛光剂磨抛后,采??用电解抛光方式。使用的电解液为30mlHN03+70ml甲醇,不同位置试样电解电??压和电解时间稍有差别(垂直挤压方向试样电压15V、电解5s,沿挤压方向试样??电压13V、电解时间3-5s)。图2-4(a)和(b)分别给出了挤压态Al-Zn-Mg合金的金??相微观组织。从图2-4(a)中可以看出,垂直于挤压方向的晶粒呈等轴状,平均晶??粒尺寸与铸态相比明显减小,铸态的原始枝晶偏析明显减少。其中,每个晶粒内??又会出现比较均匀的小角度晶界,这说明晶粒内部有亚晶分布,晶界处有较多的??黒色颗粒物第二相与电解气泡并发生少量的再结晶。7N01铝合金中含有Cr和??Mn元素,可能形成(CrFe)Al7、(CrMn)Al13等化合物弥散分布在合金内以阻碍再结??晶,其中Mn元素可以加剧合金的淬火敏感性,降低强度[65 ̄]。部分研宄认为,??7N01铝合金中的Zr元素有更强的抑制再结晶能力,综合导致合金的再结晶率低。??从图2-4(b)中可观察到,沿着挤压方向的合金晶粒被拉长,尺寸明显增大,具有??变形纤维组织与挤压流线。??11??
【参考文献】:
期刊论文
[1]Two-stage double peaks ageing and its effect on stress corrosion cracking susceptibility of Al-Zn-Mg alloy[J]. Y.L.Wang,H.C.Jiang,Z.M.Li,D.S.Yan,D.Zhang,L.J.Rong. Journal of Materials Science & Technology. 2018(07)
[2]非等温时效处理对Al-Zn-Mg-(Cu)合金性能和显微组织的影响[J]. 林振铭,李峥璐,贾宇博,金曼. 上海金属. 2016(04)
[3]浅谈铝合金材料在未来汽车轻量化中的应用与发展[J]. 李传福,张丽萍. 装备制造技术. 2015(04)
[4]空气动力用螺杆压缩机行业现状及发展趋势分析[J]. 钱家祥. 通用机械. 2012(03)
[5]罗茨式机械增压器转子型线简化及建模方法[J]. 刘厚根,朱晓东,赵厚继. 内燃机与动力装置. 2008(02)
[6]Redistribution and re-precipitation of solute atom during retrogression and reaging of Al-Zn-Mg-Cu alloys[J]. 宁爱林,刘志义,彭北山,曾苏民. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2007(05)
[7]螺杆压缩机转子的磨削加工[J]. 陈立明. 机械工程师. 2005(02)
硕士论文
[1]停放效应与热处理工艺对铝合金性能及变形行为的影响研究[D]. 马超.宁夏大学 2018
[2]7N01铝合金的时效工艺及抗腐蚀性能研究[D]. 张婷.广西大学 2016
[3]7N01铝合金的时效工艺及热变形行为研究[D]. 韦小凤.广西大学 2015
[4]非等温时效态7050铝合金的抗腐蚀性能研究[D]. 肖文强.哈尔滨工业大学 2012
[5]6N01和7N01时效工艺研究和组织分析[D]. 宋涛.重庆大学 2011
[6]7A85铝合金降温时效工艺的研究[D]. 唐秋菊.哈尔滨工业大学 2010
本文编号:3317597
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3317597.html