大应变轧制Al-Cu-Mg-X合金微观组织及高低温力学行为研究

发布时间：2023-01-15 09:03

　　国家大飞机项目对耐热铝合金的高温力学性能提出了更高的要求,急需开发在150~300℃温度区间的2xxx系耐热铝合金。但2524铝合金的使用温度在150℃以下,难以满足大飞机项目的发展需要。因此,发展大尺寸、高强高韧耐热铝合金薄板制备新方法,以满足航空制造业对高性能耐热铝合金薄板的需求成为当前亟待解决的问题,是当前科学界和工程界研究的热点。针对这一需求,本论文以生产飞机蒙皮材料2524耐热铝合金为母材,通过添加微量Zr、Er和Sc合金元素调整其成分,在大变形轧制过程中,研究轧制温度及应变速率对Al-Cu-Mg-X合金成形性、力学性能和组织演变规律的影响;对Al-Cu-Mg-X合金板材高温单轴拉伸展开研究,研究了不同温度与拉伸应变速率工艺参数对Al-Cu-Mg-X合金组织及性能影响。本次研究得到的结论及规律如下:（1）Al-Cu-Mg合金铸态组织中存在明显的枝晶偏析,凝固过程中形成非平衡共晶组织α（Al）+θ（Al₂Cu）+S（Al₂CuMg）。添加不同含量Zr、Er、Sc合金元素的Al-Cu-Mg合金最佳均匀化处理工艺为485℃×10 h。（2... 

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 Al-Cu-Mg系铝合金国内外发展情况
    1.3 Al-Cu-Mg系铝合金的强化相及合金成分
        1.3.1 Al-Cu-Mg系铝合金中的强化相
        1.3.2 Al-Cu-Mg系铝合金成分
    1.4 Al-Cu-Mg系合金的热处理
        1.4.1 均匀化处理
        1.4.2 固溶处理
        1.4.3 时效处理
    1.5 铝合金高温力学的发展现状与趋势
    1.6 本课题研究目的、意义及内容
        1.6.1 选题的目的及意义
        1.6.2 研究内容
第二章 实验过程及研究方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验工艺
        2.2.1 均匀化退火处理
        2.2.2 轧制工艺
    2.3 实验方法
        2.3.1 力学性能的测试
        2.3.2 微观组织的观察
第三章 Zr、Er、Sc含量对Al-Cu-Mg合金均匀化处理组织和性能的影响
    3.1 引言
    3.2 Zr含量对Al-Cu-Mg合金均匀化处理组织和性能的影响
        3.2.1 Al-Cu-Mg-Zr合金铸态组织
        3.2.2 Al-Cu-Mg-Zr合金均匀化处理显微组织
            3.2.2.1 温度对合金均匀化的影响
            3.2.2.2 保温时间对合金均匀化的影响
            3.2.2.3 XRD物相分析
        3.2.3 Al-Cu-Mg-Zr合金力学性能
    3.3 Er、Sc含量对Al-Cu-Mg合金均匀化处理组织和性能的影响
        3.3.1 Al-Cu-Mg-Er/Sc合金铸态组织
        3.3.2 均匀化处理对Al-Cu-Mg-Er/Sc合金组织和性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 轧制工艺对Al-Cu-Mg-X合金组织及性能的影响
    4.1 引言
    4.2 大应变轧制对Al-Cu-Mg合金板材成形性的影响
    4.3 热轧温度对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
        4.3.1 显微组织
        4.3.2 TEM组织
        4.3.3 力学性能
    4.4 应变速率对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
        4.4.1 显微组织
        4.4.2 力学性能
    4.5 热处理工艺对Al-Cu-Mg-0.5Zr合金组织及性能的影响
        4.5.1 固溶处理
        4.5.2 力学性能
        4.5.3 时效处理
        4.5.4 力学性能
    4.6 本章小结
第五章 合金元素对Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
    5.1 引言
    5.2 Zr含量对大应变轧制Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
        5.2.1 显微组织
        5.2.2 TEM组织
        5.2.3 力学性能
    5.3 Er含量对大应变轧制Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
        5.3.1 显微组织
        5.3.2 力学性能
    5.4 Sc含量对大应变轧制Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
        5.4.1 显微组织
        5.4.2 力学性能
    5.5 Cu含量对大应变轧制Al-Cu-Mg合金组织及性能的影响
        5.5.1 铸态与均匀化组织
        5.5.2 轧制组织
        5.5.3 TEM组织
        5.5.4 力学性能
    5.6 本章小结
第六章 Al-Cu-Mg-0.5Zr合金高温力学行为研究及其本构方程
    6.1 引言
    6.2 A4 合金高温力学性能及断裂行为研究
        6.2.1 应变速率对A4 合金力学性能的影响
        6.2.2 变形温度对A4 合金力学性能的影响
        6.2.3 A4 合金高温拉伸变形断裂行为分析
    6.3 Al-Cu-Mg-0.5Zr高温本构方程
        6.3.1 高温本构模型
        6.3.2 材料常数的确定
    6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果及参加科研情况说明
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Zr含量对大应变轧制2524铝合金板材微观组织及力学性能的影响[J]. 王松辉,孙有平,陶德福,何江美,李旺珍.  材料热处理学报. 2018(11)
[2]固溶时效对2524合金板材组织和性能的影响[J]. 王松辉,孙有平,何江美,李旺珍.  特种铸造及有色合金. 2018(11)
[3]均匀化处理对Al-4.5Cu-1.5Mg-0.6Mn-0.2Ti-0.5Zr合金组织及性能的影响[J]. 王松辉,孙有平,何江美,蒋莉萍,李旺珍.  材料热处理学报. 2018(05)
[4]Zr含量对Al-Cu-Mg合金均匀化处理显微组织和力学性能的影响[J]. 王松辉,孙有平,何江美,陶德福,李旺珍.  铸造技术. 2018(03)
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硕士论文
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[8]热处理工艺对2024铝合金析出相及性能的影响[D]. 桂奇文.湖南大学 2012
[9]6061铝合金均匀化热处理效果评价及工艺优化研究[D]. 钱晓明.中南大学 2011
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本文编号：3730873