2A14铝合金变形—固溶—时效组织性能演化规律研究

发布时间：2020-04-20 05:14

【摘要】：2A14铝合金在航天航空、交通运输中运用的十分广泛,属于Al-Cu-Mg-Si系的高强度耐热铝合金,含有少量的Mn,因其的耐热性能使得它可用于制作形状复杂的自由锻件和模锻件。2A14铝合金常用于热成形中,不同的热成形的条件对成形后材料的性能影响很大。研究不同变形条件下2A14铝合金的变形-固溶-时效组织性能的演化,不仅能够为有限元模拟提供依据,还可以为实际生产提供理论基础。在铝合金的成形过程中,成形的条件影响了材料的力学性能及组织演化等。本文建立2A14铝合金的流变应力本构方程,使用Geeleble 3500进行了不同变形温度和速率下的热压缩实验,平均相对误差大部分在5%以下,说明此方程预测2A14铝合金流变应力的效果较好,动态再结晶发生需要达到其临界条件,通过真应力-应变曲线及方程我们确定了临界条件,由此建立了动态再结晶的体积百分数预测模型和动态再结晶尺寸预测模型,晶粒随着变形速率及温度的上升发生了一定程度的长大。金属材料的变形曲线通常也和位错有关,结合已得到的模型和位错理论,我们对高应变速率下的流变应变模型进行了修正,这个方程预测的流变应力比阿列纽斯方程所预测的流变应力更为精确。热变形条件的不同影响了材料的变形后的组织性能,热变形过程中的应变能促进了冷却过程中的静态再结晶本文对变形后的2A14铝合金进行人工时效的热处理工艺,对热处理后的组织性能进行了分析:变形积累的位错密度越高,那么合金储存的能力越高,其强度也就越高。不同的变形条件对2A14的动态再结晶也存在着影响,高温低速率下的试样动态再结晶程度大,但同时晶粒也会比较粗大。将热变形与冷变形相结合,通过冷变形的强化作用,有利于促进第二相溶解程度而改善第二相形态,最终提高了材料的综合力学性能。本文为了研究变形条件对时效过程中第二相θ′转换率的影响,通过JMAK方程,基于DSC升温转化曲线作出了等温转化率曲线,并求得了不同变形条件下等温转换曲线的常数,建立了等温转换曲线常数与变形条件之间的关系。变形条件的不同会造成位错密度的不同,但固溶后的试样的位错密度都有所下降,并且大多十分接近,变形后的位错密度本就不高的试样位错密度也下降的少。第二相的析出是由位错与晶粒共同决定的,大的位错密度和固溶后小的晶粒尺寸都会促进第二相的析出。建立等温转换曲线常数与变形条件之间的关系,通过变形条件能够预测第二相时效析出曲线。
【图文】：

棒材,火箭燃料,过渡环,比刚度

9 2-1 2A14 铝合金挤压棒2A14 铝合金挤压棒材的化、比刚度和比强度较高、高的结构件，其作为受，材料的塑性好，可加能，如耐腐蚀性、导热及荷工作条件、形状复杂通工具等领域，如汽车火箭燃料储箱过渡环等Mg Fe 0.41% 0.25%

冷却槽,覆膜,电解槽,直流电源

可以控制升温速率及压缩温度及速率，变等变化曲线。本文的压缩实验都在 Gleeble包括镶嵌机、粗磨机、抛光机和 Zeiss 显微镜。，对于不规则或者体积小的试样十分适用，一般粉压实，调节温度为 135℃后保温 7~8 分钟，再自动磨抛机上进行打磨抛光，在腐蚀时也更为速及出水大小，，一般来说，在打磨时转速较小速大但出水小，通过更换砂纸及抛光布来达到、细磨能够使试样平整，去除线切割痕接，通痕。实验用 Zeiss 显微镜可以达到 25x、50x、10，可手动调节亮度和对比度使金相图达到最佳2 所示。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.21;TG156

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