形变时效对Al-2.4Cu-0.9Li-0.7Mg合金显微组织结构与力学性能的影响

发布时间：2021-04-24 01:41

　　Al-Cu-Li-Mg合金为可时效强化合金,因其具有密度低、弹性模量大、比强度高及抗腐蚀性能好等优点,被广泛应用于航空航天领域。该合金性能与热处理过程中形成的纳米尺寸强化相存在密切联系。形变时效处理工艺是改善Al-Cu-Li-Mg合金性能较为常用的方法之一。然而,目前大量科研工作均在研究小预变形的形变时效对合金性能及组织的影响,关于大预变形及大预变形前引入预时效的形变时效工艺对Al-Cu-Li-Mg合金的研究却相对较少。本文主要通过力学性能测试、EBSD测试、TEM表征等实验方法,主要研究了大变形预处理及预时效的形变时效工艺对Al-2.4Cu-0.9Li-0.7Mg合金的微观组织结构与力学性能的影响,探究了微观组织与力学性能之间的关系。得出以下主要结论:（1）经150℃及180℃短时间时效,合金基体中析出较多不同类型GPB区复合相,其主要复合形式为GPBⅡ区的壳域伴有Li-GPB区,随时效时间延长,GPB区复合相数量有所降低,Li-GPB区数量增加。（2）经150℃及180℃的T6峰值时效处理,合金以Li-GPB及GPB区复合相为主,此外还存在少量呈位错形状分布的板条S相与尺寸粗大的T... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 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-Li-Mg合金的研究现状与发展趋势
        1.2.1 国外铝锂合金的发展历程
        1.2.2 国内铝锂合金的发展历程
    1.3 Al-Cu-Li-Mg合金的主要析出相
        1.3.1 δ′相
1相">        1.3.2 T₁相
        1.3.3 S相
        1.3.4 θ′相
        1.3.5 GPB区与Li-GPB区
        1.3.6 σ 相
        1.3.7 δ 相
        1.3.8 T2与TB相
    1.4 合金元素对Al-Li合金的影响
        1.4.1 Cu与Li
        1.4.2 Mg与Ag
        1.4.3 Zn
        1.4.4 Zr与Sc
        1.4.5 Mn
        1.4.6 微量稀土元素
        1.4.7 杂质元素
    1.5 Al-Cu-Li-Mg合金的加工热处理工艺
        1.5.1 均匀化处理
        1.5.2 固溶处理
        1.5.3 形变热处理
        1.5.4 时效处理
    1.6 合金的力学性能
        1.6.1 抗拉强度
        1.6.2 屈服强度
        1.6.3 延伸率
        1.6.4 硬度
    1.7 本论文的研究意义、目的和主要内容
第二章 实验方案
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备与仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 实验流程图
        2.3.2 热处理工艺
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 硬度测试
        2.4.2 拉伸测试
    2.5 显微组织分析
        2.5.1 扫描电子显微镜（SEM）观察
        2.5.2 扫描透射电子显微镜（STEM）观察
第三章 单级时效对Al-2.4Cu-0.9Li-0.7Mg合金微观组织与性能的影响
    3.1 引言
    3.2 固溶处理温度与时间的确定
        3.2.1 固溶处理温度的确定
        3.2.2 固溶处理时间的确定
    3.3 硬度测试
    3.4 拉伸测试
    3.5 断口形貌分析
    3.6 不同峰值态合金的微观组织分析
        3.6.1 150 ℃峰值时效合金的微观组织结构
        3.6.2 180 ℃时效单级时效析出相的微观组织结构
        3.6.3 200 ℃时效合金的微观组织结构
    3.7 对比在不同峰值温度下T6工艺合金的T1相
    3.8 分析讨论
    3.9 本章小结
第四章 不同预变形量对Al-2.4Cu-0.9Li-0.7Mg合金显微组织结构与性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验过程
    4.3 时效硬化曲线
    4.4 拉伸性能
    4.5 EBSD分析
        4.5.1 合金侧面晶粒取向成像图
        4.5.2 合金侧面晶粒取向差散布图
    4.6 TEM表征
        4.6.1 [100]Al方向下的TEM明场像
        4.6.2 [100]Al方向下的TEM暗场像
        4.6.3 [112]Al方向下的TEM暗场像
    4.7 分析讨论
    4.8 本章小结
第五章 形变时效组合工艺对Al-2.4Cu-0.9Li-0.7Mg合金微观组织结构与性能的影响
    5.1 引言
    5.2 硬度测试
        5.2.1 预变形前T4、T6合金的时效硬化曲线
        5.2.2 合金经后续时效处理后的时效硬化曲线
    5.3 拉伸测试
    5.4 TEM表征
        5.4.1 合金预变形前预处理后的微观组织结构
        5.4.2 合金经后续时效后的微观组织结构
    5.5 分析讨论
    5.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]断续时效对2519A铝合金组织和力学性能的影响[J]. 顾刚,叶凌英,张新明,蒋海春,孙大翔,张盼.  中国有色金属学报. 2013(08)
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[3]Mg、Ag、Zn多元微合金化对新型Al-Cu-Li合金时效行为的影响[J]. 罗先甫,郑子樵,钟继发,张海锋,钟警,李世晨,李劲风.  中国有色金属学报. 2013(07)
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[7]铝锂合金及其在航天工业上的应用[J]. 李劲风,郑子樵,陈永来,张绪虎.  宇航材料工艺. 2012(01)
[8]电解铝液中的Fe、Si、H、氧化铝夹杂对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响[J]. 贺永东,张新明.  材料热处理学报. 2006(04)
[9]2197铝锂合金的组织和性能[J]. 黄兰萍,郑子樵,陈康华,刘红卫.  粉末冶金材料科学与工程. 2003(04)
[10]铝锂合金的微合金化及其作用机理[J]. 王芝秀,郑子樵,李海.  材料导报. 2003(10)

博士论文
[1]合金元素锂对Al-Cu-Mg合金时效析出行为的影响[D]. 段石云.湖南大学 2017
[2]Al-Cu-Li-Mg合金时效中纳米析出相及演变规律研究[D]. 高珍.湖南大学 2015
[3]AlCuMg合金析出相微结构与工艺及性能的关系研究[D]. 尹美杰.湖南大学 2015

硕士论文
[1]形变时效组合工艺对7N01铝合金力学性能及微观结构的影响[D]. 赵甜甜.湖南大学 2016
[2]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
[3]微量Ce及热处理对Al-Cu-Li-Mg-Ag-Zr合金组织和性能的影响[D]. 王华.中南大学 2012



本文编号：3156434