高压扭转（HPT）Al-Mg二元合金的微观组织、晶界结构和晶界偏析
发布时间：2021-12-23 20:19
5000系铝合金以Mg为主要合金元素,其强度高、耐腐蚀性好、加工性能优良,因此被广泛应用于飞机、汽车及船舶的生产制造。然而由于Al-Mg合金的时效效果差,难以通过热处理手段进一步提高其强度,往往需要通过塑性变形等其它方法提高其力学性能。利用大塑性变形（SPD）工艺制备的合金晶粒细小、位错密度高、含有大量的大角度晶界,部分研究者更是通过控制大塑性变形参数获得了双峰组织,可同时明显提高合金的强度和塑性。最近有研究指出,大塑性变形会诱导合金元素向非平衡晶界处聚集,使合金强化。可见,大塑性变形具有传统变形无法比拟的优点。但是,大塑性变形的微观结构及其与性能之间的关系,还存在很多问题需要进一步研究澄清。因此,研究高压扭转（HPT）大塑性变形Al-Mg合金的晶界结构和晶界偏析及其对性能的影响,具有重要意义。本文主要以挪威铝业公司生产的铸态Al-Mg二元合金为原材料,对其进行均匀化和高压扭转处理。1)通过X射线衍射（XRD）图谱计算不同Mg含量HPT Al-Mg二元合金的平均晶粒大小、微观应变、位错密度和点阵常数等微观结构参数,分析Mg元素含量对微观结构参数的影响;通过公式计算了HPT Al-Mg二...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超细晶7075铝合金的三维原子探针图
图 1.2 为室温下 AA6060 合金高压扭转 10 圈后的原子分布图。图1.2(a)和图 1.2(b)有两个晶界，分别为晶界 1 和晶界 2。晶界 1 处的 Mg、Si 原子分布如图 1.2(c)所示，图 1.2(c)清晰的表明该晶界处富含 Si 原子，并没有明显的Mg 偏析。晶界 2 处的 Mg、Si 原子分布如图 1.2(d)所示，从图中看出，晶界 2不仅富含 Si 原子还富含 Mg 原子，这表明不同的晶界结构具有不同的偏析特征。相比之下，晶界 1 具有轻微的 Mg 偏析和 Si 偏析，而晶界 2 具有强烈的 Mg 偏析和 Si 偏析。图 1.2(e)和图 1.2(f)分别为晶界 1 和晶界 2 附近的 Mg、Si 原子分布，结果发现 Si 原子比 Mg 原子的分布更不均匀。在 100℃下 HPT 后
图 1.3 HPT 1570 合金中 Al、Mg 原子在三维空间的分布及偏析区域的 Mg 浓度曲Fig.1.3 3D reconstruction of an analyzed volume in the UFG 1570 alloy: (a) a planaregation of Mg (Al atoms in blue and Mg atoms in pink). (311)Al atomic planes on the rigthe planar segregation are displayed; (b) Mg concentration profile computed across thesegregation[44]5 课题的研究目的与内容通过以高压扭转为代表的大塑性变形技术制备高性能材料(包括铝2]、镁合金[23-25]、不锈钢和复合材料[26-27])的应用研究越来越多。这些研集中于探讨大塑性变形诱导的晶粒细化、晶粒取向、织构、析出相转变以机制等。最近，Enikeev 和 Liddicoat 等[44-45]通过三维原子探针技术(APT)晶铝合金中观察到了溶质原子的偏析现象并指出：晶界偏析对强化有一。然而目前关于晶界偏析强化的定量计算却很少。为更好的理解晶界偏析
【参考文献】：
期刊论文
[1]白车身铝合金轻量化的应用现状和发展趋势[J]. 张鹏,刘志敏,陈琳琳,全斌义,周万权. 汽车工艺与材料. 2019(03)
[2]中国铝加工业概况[J]. 路丽英,王祝堂. 轻合金加工技术. 2019(01)
[3]高压扭转诱导新型Al-Zn-Mg-Cu合金第二相回溶[J]. 李萍,丁春慧,王薄笑天,吴广善,薛克敏. 中国有色金属学报. 2019(01)
[4]高压扭转对AZ91D镁合金中第二相析出行为的影响[J]. 冯凯旋,尹晓明,刘瑞,渠成,徐瑞. 金属热处理. 2018(11)
[5]民用航空铝合金材料产业化及其推广应用[J]. 徐晨光,刘科研,金龙兵,张鲁辉,张锐. 铝加工. 2018(05)
[6]铝合金材料的应用与开发潜力[J]. 徐默雷. 当代化工研究. 2018(10)
[7]基于高压扭转工艺的Al-Zn-Mg-Cu合金强韧化机理研究[J]. 丁春慧,李萍,丁永根,薛克敏. 精密成形工程. 2018(04)
[8]高压扭转对挤压态ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响[J]. 夏显明,薛克敏,李萍,魏宝丽. 锻压技术. 2018(05)
[9]7A60铝合金高压扭转变形微观组织及力学性能分析[J]. 丁永根,王薄笑天,李萍,薛克敏. 塑性工程学报. 2017(02)
[10]中国铝加工行业市场现状及发展趋势[J]. 张衬新. 有色冶金设计与研究. 2017(02)
博士论文
[1]高压扭转变形Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的显微组织和力学性能[D]. 孙婉婷.哈尔滨工业大学 2018
[2]铝合金高压扭转变形及其强化模型[D]. 张久文.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]超细晶Al-3.8Mg合金的微观结构与力学性能研究[D]. 刘志波.燕山大学 2016
本文编号：3549123
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
超细晶7075铝合金的三维原子探针图
图 1.2 为室温下 AA6060 合金高压扭转 10 圈后的原子分布图。图1.2(a)和图 1.2(b)有两个晶界，分别为晶界 1 和晶界 2。晶界 1 处的 Mg、Si 原子分布如图 1.2(c)所示，图 1.2(c)清晰的表明该晶界处富含 Si 原子，并没有明显的Mg 偏析。晶界 2 处的 Mg、Si 原子分布如图 1.2(d)所示，从图中看出，晶界 2不仅富含 Si 原子还富含 Mg 原子，这表明不同的晶界结构具有不同的偏析特征。相比之下，晶界 1 具有轻微的 Mg 偏析和 Si 偏析，而晶界 2 具有强烈的 Mg 偏析和 Si 偏析。图 1.2(e)和图 1.2(f)分别为晶界 1 和晶界 2 附近的 Mg、Si 原子分布，结果发现 Si 原子比 Mg 原子的分布更不均匀。在 100℃下 HPT 后
图 1.3 HPT 1570 合金中 Al、Mg 原子在三维空间的分布及偏析区域的 Mg 浓度曲Fig.1.3 3D reconstruction of an analyzed volume in the UFG 1570 alloy: (a) a planaregation of Mg (Al atoms in blue and Mg atoms in pink). (311)Al atomic planes on the rigthe planar segregation are displayed; (b) Mg concentration profile computed across thesegregation[44]5 课题的研究目的与内容通过以高压扭转为代表的大塑性变形技术制备高性能材料(包括铝2]、镁合金[23-25]、不锈钢和复合材料[26-27])的应用研究越来越多。这些研集中于探讨大塑性变形诱导的晶粒细化、晶粒取向、织构、析出相转变以机制等。最近，Enikeev 和 Liddicoat 等[44-45]通过三维原子探针技术(APT)晶铝合金中观察到了溶质原子的偏析现象并指出：晶界偏析对强化有一。然而目前关于晶界偏析强化的定量计算却很少。为更好的理解晶界偏析
【参考文献】：
期刊论文
[1]白车身铝合金轻量化的应用现状和发展趋势[J]. 张鹏,刘志敏,陈琳琳,全斌义,周万权. 汽车工艺与材料. 2019(03)
[2]中国铝加工业概况[J]. 路丽英,王祝堂. 轻合金加工技术. 2019(01)
[3]高压扭转诱导新型Al-Zn-Mg-Cu合金第二相回溶[J]. 李萍,丁春慧,王薄笑天,吴广善,薛克敏. 中国有色金属学报. 2019(01)
[4]高压扭转对AZ91D镁合金中第二相析出行为的影响[J]. 冯凯旋,尹晓明,刘瑞,渠成,徐瑞. 金属热处理. 2018(11)
[5]民用航空铝合金材料产业化及其推广应用[J]. 徐晨光,刘科研,金龙兵,张鲁辉,张锐. 铝加工. 2018(05)
[6]铝合金材料的应用与开发潜力[J]. 徐默雷. 当代化工研究. 2018(10)
[7]基于高压扭转工艺的Al-Zn-Mg-Cu合金强韧化机理研究[J]. 丁春慧,李萍,丁永根,薛克敏. 精密成形工程. 2018(04)
[8]高压扭转对挤压态ZK60镁合金微观组织和力学性能的影响[J]. 夏显明,薛克敏,李萍,魏宝丽. 锻压技术. 2018(05)
[9]7A60铝合金高压扭转变形微观组织及力学性能分析[J]. 丁永根,王薄笑天,李萍,薛克敏. 塑性工程学报. 2017(02)
[10]中国铝加工行业市场现状及发展趋势[J]. 张衬新. 有色冶金设计与研究. 2017(02)
博士论文
[1]高压扭转变形Mg-Gd-Y-Zn-Zr合金的显微组织和力学性能[D]. 孙婉婷.哈尔滨工业大学 2018
[2]铝合金高压扭转变形及其强化模型[D]. 张久文.大连理工大学 2011
硕士论文
[1]超细晶Al-3.8Mg合金的微观结构与力学性能研究[D]. 刘志波.燕山大学 2016
本文编号：3549123
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