激光热处理后7075铝合金组织演变及高低温性能的研究

发布时间：2020-06-03 07:02

【摘要】：近年来,随着航空航天等领域的飞速发展,铝合金由于密度小、强度高、耐腐蚀等诸多优点而得以广泛应用。目前提高铝合金性能的方法主要分为调整合金成分和进行后期热处理。回归再时效(RRA)是一种能够明显改善铝合金综合性能的热处理方法,但由于炉温加热处理的限制,最短的处理时间也需要30s且温度不高于300℃。激光具有高能高效的特点,可以弥补传统热处理方式的不足,大大缩短回归时间并提高回归温度。而且合金应用环境的日益复杂,导致对合金高低温性能的要求也越来越高。通过激光热处理的加热方式替代传统RRA中回归阶段的炉温加热方式,通过调节激光参数来寻求最佳的热处理工艺,激光功率分为取550W、600W、650W和700W,扫速度分别取1mm/s、2mm/s、3mm/s和4mm/s。对热处理后合金的常温力学性能进行测试,通过透射电镜、扫电镜对合金断口和微观组织进行观察,研究最佳工艺下合金的高低温拉伸性能。结果显示120℃×16h+650W×2mm/s+120℃×24h为最佳的激光回归再时效工艺参数(LRRA)。合金在热处理后性能得到提高,略高于传统RRA处理后的性能。在常温下抗拉强度可以达到552.3MPa,伸长率达到10.3%。合金在高温下性能损失严重,伸长率有大幅度提高,而低温下合金的韧性和塑性都有提高。合金LRRA热处理后性能的提升主要是回归初期基体中存在未回溶的GP区和η'相,致使后续热处理中η'相的形核核心变多。由于回归处理有效回溶较大尺寸相,再时效阶段会再次析出尺寸较小的GP区和η'相,导致强化相数目增多。另一方面,回归温度高于再时效温度,固溶在基体中的Zn、Mg原子增多,促进了再时效阶段强化相的析出,使得热处理后基体中仍有大η'相,合金性能因此提升。高温下合金性能的损失是由于颈缩与空洞现象的出现,铝合金在高温下的断裂形式仍为韧性断裂。低温条件下合金在断裂前历了更多的形变,除了韧窝数增多还在断口中出现了分层现象,这些原因都会导致合金强度的提高。同时在低温条件下会使得合金裂纹生长速率变慢,进而让断裂的发生变得困难,合金在强度提高的同时伸长率还有所提升。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG146.21;TG166.3

【参考文献】

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本文编号：2694472