铸态7085铝合金淬火敏感性及其热模拟性能研究

发布时间：2020-11-13 19:22

　　 Al-Mg-Zn-Cu铝合金作为时效强化型的铝合金强度极限高达550N/mm2以上,1944年开始作为航天领域主要的结构材料之一。但是其性能跟固溶后淬火工艺有着直接的关系,本合金的元素含量较高,在厚板在进行淬火时因冷却速率的降低往往导致整体性能降低。为了提高厚板材料的综合性能,需要对合金的淬火敏感性能进行研究。本文利用光学显微镜,扫描电镜,硬度测试,电导率测试,DSC热分析、等温热压缩模拟等实验工具和方法,以铸态7085铝合金为研究对象确定主要合金元素的含量、热处理工艺参数,研究该合金高温流变行为,论文得到了以下结论。(1)主合金元素Zn、Mg、Cu对淬火敏感性的影响,发现了在保证Mg、Cu元素含量相近时,Zn元素含量的降低一定程度改善了合金淬火敏感性;Mg元素在1.12wt%～1.33wt%时是促进了合金慢速率淬火时得到更多的η相,同时促进了析出T相和S相,提高了合金的淬火敏感性;当随着含量继续增加至1.546wt%时,反而降低了合金淬火敏感性;Cu元素含量的提高可促进组织中S相的析出,提高了合金的淬火敏感性。因此为改善合金的综合性能时(良好的力学性能和淬火敏感性)时,Zn含量应当在7.8wt%附近,Mg含量在1.33wt%～1.57wt%,Cu元素的含量在合金范围下尽量降低,都有利于降低合金的淬火敏感性。(2)铸态7085铝合金的热模拟试验过程中具有稳态流变和动态软化的特征,铸态7085铝合金的热变形激活能为152.7KJ/mol,并且合适的均匀化制度可有效降低激活能的大小;当变形温度较低时,以动态回复为主;当变形温度较高时,以动态软化和动态再结晶为主。根据对实验合金微观组织观察,不同变形条件下,合金中晶粒尺寸、形状、大小都有很大差异,随着lnZ降低,晶粒沿着径向被逐渐拉长,析出相数目减少,再结晶晶粒长大。(3)采用慢速率升温的双级均匀化制度对于7085铝合金的淬火敏感性的改善效果较快速升温双级均匀化或单级均匀化制度明显,但会牺牲部分合金硬度。
【学位单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG146.21;TG156.3
【部分图文】：

图２－２均匀化制度??Ｆｉｇ．２－２?Ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｌｏｗ?ａｎｄ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｏｆ?ｉｎｇｏｔ?ｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎ??

如图所示２－１所示。室温拉伸性能的测试在ＷＤＷ?３１００微机控制电子万能试验机上进行，??拉伸速率设定为２ｍｍ／ｍｉｎ，每个热处理状态选取３个拉伸试样件，然后取三个试样的平??均值作为该热处理工艺状态的最终结果。拉伸尺寸跟形状如下图２－５。??．?，?３５?，??＾?＜？?晒丨?乂???????ｆ?ｆ??＇ｒｘｎｚＩ??▼?‘?ｒ?２?‘???—１０??？?？??图２－５室温拉伸试样尺寸和形状??Ｆｉｇ．２－５?Ｔｈｅ?ｓｉｚｅ?ｏｆ?ｔｅｎｓｉｌｅ?ｓｐｅｃｉｍｅｎ??２．３微观组织表征方法和分析??２．３．１金相（ＯＭ）组织观察??将铸造试样进行线切割，切后尺寸为４）１６ｘ６，将样品先用砂纸（（型号依次为６００＃、??８００＃、１０００＃、１５００＃、２０００＃、２５００＃、３０００＃、５０００＃））依次进行粗打磨，将试样表面??２１??

其中Ｓｉ易与Ｍｇ形成Ｍｇ２Ｓｉ相，减少了强化相Ｔ］?（Ｍｇ２ＺｎＡｌ２）相的数目，降低合金的强度。杂质相一般出现在晶粒内部和晶碎并拉长，在部分颗粒－基体边界上发生孔隙，并扩展相连产生微观外力会扩展成宏观裂纹。因此新型合金在设计和生产过程时，对其含尽量减少夹带使其控制在下限标准。??主要研究主合金元素Ｚｎ／Ｍｇ、Ｃｕ含量，对淬火析出行为和时效后的响。该系铝合金因为合金化程度较高，慢速率淬火过程中发生的非均倾向较大，对淬火敏感性的影响比较大。文献资料查阅［５５］显示，合金会对合金的淬火敏感性有明显的效果。从Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ三元系固溶度变Ｚｎ／Ｍｇ比值在２附近固溶体具有最小的固溶度。但对于合金含量对性能的影响及合金在慢速率淬火过程中ＩＩ相的非均匀形核析出的研究此有必要对这三种主合金元素的关系对淬火敏感性的影响进一步研究
【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 白志玲;;铝合金的研究现状及应用[J];科技广场;2015年12期

2 陈修梵;彭小燕;张慧颖;肖丹;王恒玉;徐国富;;7050铝合金热压缩变形的流变行为及微观组织演变[J];特种铸造及有色合金;2015年12期

3 张新明;邓运来;张勇;;高强铝合金的发展及其材料的制备加工技术[J];金属学报;2015年03期

本文编号：2882539