Zn/Mg比对高Zn含量Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响研究
发布时间：2021-11-11 11:12
当前飞机设计对具有更高综合性能的新一代高强韧铝合金提出了需求,要求具有更高的强硬度、塑韧性、耐腐蚀和耐损伤性能。Al-Zn-Mg-Cu系合金的设计基本朝着高合金化的方向发展,尤其是Zn含量基本超过9.0wt.%。Zn含量高的铝合金具有较高的合金化程度,与Zn含量介于5.0～8.0wt.%之间的传统合金相比,其时效过程中析出相多,时效析出动力学及性能变化与传统的合金也有所差异。目前国内对于高Zn含量铝合金的研究尚不够充分,对于主合金成分对析出行为的影响及其对合金性能的作用,相关的研究很少。此外,现在航空航天领域对飞机用铝合金的综合性能要求苛刻,当前对于合金成分变化对疲劳性能的影响规律尚不明确,致使合金设计在应对较高疲劳性能的要求时缺乏有力的依据。本文设计了具有相同Zn/Mg比的合金（Al-8.0Zn-1.8Mg-2.0Cu 和 Al-9.0Zn-2.0Mg-2.0Cu）和不同 Zn/Mg 比的合金（Al-9.3Zn-2.0Mg-1.8Cu和Al-9.8Zn-2.0Mg-1.8Cu）,两组合金具有不同的Cu含量,依托这几种合金作为研究对象,系统地研究分析其从铸态的显微结构差异到时效处理过程...
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging behavior and fatigue crack propagation of high Zn-containing Al-Zn-Mg-Cu alloys with zinc variation[J]. Kai Wen,Yunqiang Fan,Guojun Wang,Longbing Jin,Xiwu Li,Zhihui Li,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2017(02)
[2]多级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金GP区形成及力学性能的影响（英文）[J]. 杨荣先,刘志义,应普友,李俊霖,林亮华,曾苏民. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[3]T7951二次时效对7055铝合金裂纹扩展行为的影响（英文）[J]. 周松,王磊,谢里阳,回丽,许良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[4]单级及双级均匀化处理工艺对AA7150合金Al3Zr弥散相析出的影响（英文）[J]. 吕新宇,郭二军,Paul ROMETSCH,王立娟. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(11)
[5]7150铝合金三级过时效热处理制度[J]. 韩小磊,熊柏青,张永安,朱宝宏,李志辉,李锡武,王锋,刘红伟. 中国有色金属学报. 2012(11)
[6]Research on microstructure in as-cast 7A55 aluminum alloy and its evolution during homogenization[J]. LV Xinyua, b, GUO Erjuna, LI Zhihuic, and WANG Guojunb a The School of Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China b Northeast light alloy Co., Ltd., Harbin 150060, China c State Key Laboratory of Nonferrous Metals and Processes, General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China. Rare Metals. 2011(06)
[7]热力学计算优化Al-Zn-Mg-Cu合金成分[J]. 韩逸,李炼,邓桢桢,乐永康,张新明. 中国有色金属学报. 2011(01)
[8]含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金均匀化处理[J]. 肖艳苹,潘清林,李文斌,刘晓艳,何运斌. 材料科学与工程学报. 2010(06)
[9]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
[10]Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050[J]. 李国锋,张新明,李鹏辉,游江海. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(06)
博士论文
[1]Al-Zn-Mg-（Cu）合金时效中纳米析出相结构及演变规律研究[D]. 刘吉梓.湖南大学 2014
[2]Ag、Mg、Er对Al-Cu-Mg-Ag合金原子团簇形成、演变及力学性能的影响[D]. 柏松.中南大学 2013
[3]Al-Zn-Mg-Cu合金热处理工艺及组织性能研究[D]. 陈旭.中南大学 2012
[4]AA 7055铝合金的时效析出行为与力学性能[D]. 陈军洲.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]热处理工艺对新型7136铝合金组织性能的影响[D]. 孙文会.北京有色金属研究总院 2014
[2]时效处理对2024-T3搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响[D]. 乔文广.天津大学 2008
本文编号：3488756
【文章来源】：北京有色金属研究总院北京市
【文章页数】：154 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１?Ａｌ－Ｚｎ－Ｍｇ－Ｃｕ系侣合金的典型组织??Ｆｉ．?１．１?Ｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ａｌ－Ｚｎ－Ｍ－Ｃｕ?ａｌｌｏｓ??
?料表面的应力集中处发生ｔｉｕｉ。ＢａｒｒｅｔｔＵＷ的研究证明了这一点，发现局部的塑性变形??导致样品表面发生挤出（Ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）和侵入（Ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ），形成滑移带，如图１．５所示。??样品表面产生滑移带通常具有不可逆性ＵＷ，有人认为滑移带挤出样品表面后，在新??的表面上形成了氧化层，新增加的界面能导致逆向滑移变得困难；还有人乂为滑??移带处产生局部应变强化，导致很难发生可逆滑移。这些凸出后无法回复的滑移带称??为驻留滑移带（Ｐｅｒｍ犯ｅｎｔ?Ｓｌｉｐ?Ｂａｎｄ），成为微裂纹萌生的先驱［１１６－１＾］。Ｆｏｒｓｙｔｈ［ｌ２ｌ’ｌ２２］的??研究表明，挤出的带状组织厚度约０．山〇１，高度可达１０＾ｌｍ，是微裂纹形核的起因。??ｃｒａｃｋ?ｌｅｎｇｔｈ。?ｌｏｎｇ?ｃｒａｃｋ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ??▲?Ｉ＇ｒａｃｔｕｒｃ??／??ｃｒａｃｋ?ｉｎｉｉｉａｉｉｏｎ?ｍｉｃｒｏｃｒａｃｋ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?／?＾??＇．ｔｎｍｇｔｂｃｍｎｇ?ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ??ｉ！ｉ、ｋＫ、ａｔｉｏｎ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??Ｎｔｒａｉｎ?ｌｏｃｕｌｉ／ａｉｉｏｎ??
?＿．??图１．７不同阶段疲劳裂纹扩展尺寸量级的平面示意图［１Ｍ］??Ｆｉｇ．?１．７?Ｐｌａｎｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｓｉｚｅ?ｍａｇｎｉｔｕｄｅ?ｏｆ?ｆａｔｉｇｕｅ?ｃｒａｃｋ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｏ打?ｗｉｔｈ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｓｔａｇｅｓ??ｓｌｉｐ?ｔｒａｃｅｓ?ａｔ?化ｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??Ｉ?ｓｌｉｉ＾ｒｏｏｎｃｉ?ｃｎｉｃｋ?？－－—■??／一击ｇｒａｉｎ?Ｉ?；晏?Ｖ?ｓｌｉｐ?ｐｌａｎｅ?＼??／???１?ｉ?ｎ?ｇｒａｉｎ?２?＼??ｒ??ｇｒａｉｎ－ｂｏｕｎｄａｒｙ?ｐｌａｎｅ??图１．８小裂纹在穿越晶界时裂纹扩展面发生偏折和转
【参考文献】：
期刊论文
[1]Aging behavior and fatigue crack propagation of high Zn-containing Al-Zn-Mg-Cu alloys with zinc variation[J]. Kai Wen,Yunqiang Fan,Guojun Wang,Longbing Jin,Xiwu Li,Zhihui Li,Yongan Zhang,Baiqing Xiong. Progress in Natural Science:Materials International. 2017(02)
[2]多级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金GP区形成及力学性能的影响（英文）[J]. 杨荣先,刘志义,应普友,李俊霖,林亮华,曾苏民. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(05)
[3]T7951二次时效对7055铝合金裂纹扩展行为的影响（英文）[J]. 周松,王磊,谢里阳,回丽,许良. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(04)
[4]单级及双级均匀化处理工艺对AA7150合金Al3Zr弥散相析出的影响（英文）[J]. 吕新宇,郭二军,Paul ROMETSCH,王立娟. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2012(11)
[5]7150铝合金三级过时效热处理制度[J]. 韩小磊,熊柏青,张永安,朱宝宏,李志辉,李锡武,王锋,刘红伟. 中国有色金属学报. 2012(11)
[6]Research on microstructure in as-cast 7A55 aluminum alloy and its evolution during homogenization[J]. LV Xinyua, b, GUO Erjuna, LI Zhihuic, and WANG Guojunb a The School of Materials Science and Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China b Northeast light alloy Co., Ltd., Harbin 150060, China c State Key Laboratory of Nonferrous Metals and Processes, General Research Institute for Nonferrous Metals, Beijing 100088, China. Rare Metals. 2011(06)
[7]热力学计算优化Al-Zn-Mg-Cu合金成分[J]. 韩逸,李炼,邓桢桢,乐永康,张新明. 中国有色金属学报. 2011(01)
[8]含Sc超高强Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金均匀化处理[J]. 肖艳苹,潘清林,李文斌,刘晓艳,何运斌. 材料科学与工程学报. 2010(06)
[9]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
[10]Effects of retrogression heating rate on microstructures and mechanical properties of aluminum alloy 7050[J]. 李国锋,张新明,李鹏辉,游江海. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(06)
博士论文
[1]Al-Zn-Mg-（Cu）合金时效中纳米析出相结构及演变规律研究[D]. 刘吉梓.湖南大学 2014
[2]Ag、Mg、Er对Al-Cu-Mg-Ag合金原子团簇形成、演变及力学性能的影响[D]. 柏松.中南大学 2013
[3]Al-Zn-Mg-Cu合金热处理工艺及组织性能研究[D]. 陈旭.中南大学 2012
[4]AA 7055铝合金的时效析出行为与力学性能[D]. 陈军洲.哈尔滨工业大学 2008
硕士论文
[1]热处理工艺对新型7136铝合金组织性能的影响[D]. 孙文会.北京有色金属研究总院 2014
[2]时效处理对2024-T3搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响[D]. 乔文广.天津大学 2008
本文编号：3488756
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