7XXX系铝合金疲劳性能优化研究

发布时间：2021-02-13 05:27

　　7XXX系（Al-Zn-Mg-（Cu））铝合金由于高强度、低密度、耐腐蚀性及良好的挤压变形能力在航空航天和轨道交通运输等领域具上有广泛的应用。随着轻量化、关键构件国产化等需求的增多,7XXX系铝合金由于自身的特点被大量用于高速列车牵引梁、枕梁等主要受力结构部位。因此7XXX系铝合金在高速铁路的发展中占有重要的战略地位,其中最为典型的就是A7N01和7B05铝合金。由于实际应用中对高速列车的速度以及安全性的要求不断提高,这就促使我们制备出性能更加优异的结构材料。其中构件在长期服役过程中承受交变载荷作用所表现出来的疲劳性能尤为重要。据估计90%的服役失效是由结构材料的疲劳造成的。因此,如何提高材料与构件的疲劳性能是工业生产和实际应用中急需解决的问题。本课题以高速列车枕梁、牵引梁等主要受力结构部件服役情况为研究背景,主要研究了三种不同Si（0.01%wt.Si、0.1%wt.Si和0.38%wt.Si）含量的A7N01-T6铝合金以及单级时效状态下7B05-T5铝合金的高周疲劳性能。旨在对工程构件铝合金疲劳性能进行优化。本文借助性能测试和材料显微结构表征等手段来研究不同Si含量的A7N01铝... 

【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 铝合金概述
        1.1.1 铝及铝合金
        1.1.2 7XXX系铝合金应用
    1.2 国内外7XXX系铝合金的研究进展
        1.2.1 7XXX系铝合金的国外研究进展
        1.2.2 7XXX系铝合金的国内研究进展
    1.3 7XXX系合金时效强化机理
    1.4 7XXX系合金微观组织与力学性能
        1.4.1 基体沉淀相（MPT）对合金性能的影响
        1.4.2 晶界沉淀相（GBP）对合金性能的影响
        1.4.3 晶界无析出带（PFZ）对合金性能的影响
    1.5 铝合金的疲劳断裂
        1.5.1 铝合金疲劳研究进展
        1.5.2 疲劳断裂机理
    1.6 本论文的研究目的和内容
第2章 实验材料与实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
    2.3 力学性能测试
        2.3.1 硬度测试
        2.3.2 拉伸性能测试
        2.3.3 疲劳性能测试
    2.4 组织观察
        2.4.1 显微组织观察
        2.4.2 扫描电镜分析
        2.4.3 透射电镜分析
第3章 Si含量对A7N01铝合金组织及疲劳性能影响
    3.1 Si含量对A7N01铝合金微观组织影响
    3.2 Si含量对A7N01铝合金析出相影响
    3.3 Si含量对A7N01铝合金拉伸性能影响
    3.4 不同Si含量的A7N01铝合金疲劳性能
    3.5 疲劳断口观察
    3.6 分析讨论
        3.6.1 微观组织均匀性对疲劳强度的影响
        3.6.2 晶界析出相对疲劳性能的影响
    3.7 本章小结
第4章 时效状态对7B05铝合金疲劳性能影响
    4.1 时效状态对合金组织的影响
    4.2 时效状态对7B05铝合金析出相的影响
    4.3 时效硬化曲线
    4.4 拉伸性能结果
    4.5 疲劳性能结果
    4.6 疲劳断口观察
    4.7 分析讨论
        4.7.1 强度对疲劳强度的影响
        4.7.2 时效状态对疲劳性能的影响
    4.8 本章小结
第5章 结论
参考文献
学术成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]铝合金疲劳裂纹扩展声发射监测[J]. 朱荣华,刚铁.  焊接学报. 2013(03)
[2]高速列车A7N01S-T5铝合金横梁断裂原因[J]. 王晓敏,马传平,苟国庆,刘艳,陈辉,李恒奎.  腐蚀与防护. 2013(03)
[3]不同淬火冷却介质对高锌7系铝合金组织性能的影响[J]. 戴晓元,罗奕兵,石志豪,熊亮.  矿冶工程. 2012(06)
[4]7N01铝合金板材表面的深灰色条纹和“气泡”缺陷原因分析[J]. 苏玉洁.  轻合金加工技术. 2012(08)
[5]高速列车A7N01S-T5铝合金应力腐蚀行为研究[J]. 苟国庆,黄楠,陈辉,孟立春,吴沛沛.  材料科学与工艺. 2012(04)
[6]自然时效对7N01铝合金组织和性能的影响[J]. 张建波,张永安,何振波,金龙兵,朱宝宏,李志辉.  稀有金属. 2012(02)
[7]7N01铝合金热压缩流变行为研究[J]. 刘君城,金龙兵,何振波,路丽英,刘红伟,张永安.  稀有金属. 2011(06)
[8]Si对往复挤压Mg-Al-Si再结晶组织和力学性能的影响[J]. 郭学锋,杨文朋,宋佩维.  材料热处理学报. 2011(08)
[9]车体铝合金腐蚀失效分析[J]. 赵军静,王晓敏,陈辉.  电焊机. 2011(03)
[10]时效制度对A7N01铝合金车体型材性能的影响[J]. 石峰,王煜,叶朋飞,刘丽英.  铝加工. 2010(05)

硕士论文
[1]形变—时效组合工艺对Al-Mg-Si合金力学性能及析出相微观组织结构的影响[D]. 王时豪.湖南大学 2014
[2]2124铝合金板材断裂韧性和高周疲劳特性研究[D]. 李雪.中南大学 2007
[3]Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金热处理工艺的研究[D]. 李春梅.西南师范大学 2005



本文编号：3032041