6082铝合金微观结构与疲劳行为研究
发布时间：2025-02-08 11:28
6082铝合金具有较高的强度、良好的耐腐蚀性、焊接性以及成型性,所以被广泛地应用于交通运输、船舶和建筑等领域,尤其是在高铁上得到了广泛应用。由于该型号铝合金是由美国建标而近些年在国内推广应用,所以对于不同热处理状态6082铝合金组织的演变、疲劳性能及疲劳裂纹扩展速率的研究尚不深入,同时对于该合金织构在热处理过程中的演化也很少关注。本文针对上述问题,基于热轧态、固溶态和时效态6082铝合金,利用XRD、SEM、EBSD、EPMA和力学性能试验机等手段,研究了三种状态下合金组织的演变和力学性能的变化,并探究了合金织构在热处理过程中的演化;同时,利用疲劳试验机对时效态6082铝合金的疲劳性能和疲劳裂纹扩展速率进行了深入研究,获得以下主要结论:（1）6082铝合金中强化相为Mg2Si,夹杂相为AlMnFeSi和AlFeSi。热轧态合金中强化相Mg2Si较少且尺寸大,夹杂相AlMnFeSi和AlFeSi较多且尺寸大;固溶态合金中强化相Mg2Si和夹杂相AlMnFeSi、AlFeSi固溶于基体中,尺寸明显减小并发生固溶强化;时效态合金...
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 引言
1.2 6XXX铝合金概述
1.2.1 合金元素和杂质元素在6XXX系铝合金中的作用
1.2.2 6XXX系铝合金中的热处理
1.2.3 6XXX系铝合金的析出序列
1.2.4 6082铝合金的组织、性能及国内外研究进展
1.3 疲劳性能研究
1.3.1 疲劳断裂的分类
1.3.2 疲劳断裂的机理
1.3.3 6082铝合金疲劳性能的研究
1.4 疲劳裂纹扩展速率研究
1.4.1 疲劳裂纹扩展的机理和扩展过程
1.4.2 疲劳裂纹扩展规律
1.4.3 6082铝合金疲劳裂纹扩展速率研究
1.5 6082铝合金存在的问题和研究趋势
1.6 本课题的研究目的和主要内容
2 材料的制备与实验方法
2.1 实验材料
2.2 生产工艺
2.3 组织与成分观察
2.3.1 金相组织观察
2.3.2 扫描电镜观察
2.3.3 电子背散射衍射花样分析
2.3.4 X荧光光谱成分分析
2.3.5 电子探针微区成分分析
2.3.6 X射线衍射仪物相分析
2.3.7 透射电镜组织分析
2.4 性能测试
2.4.1 拉伸性能测试
2.4.2 疲劳性能测试
2.4.3 裂纹扩展实验
3 6082铝合金显微结构和力学性能分析
3.1 三种不同状态6082铝合金成分分析
3.1.1 X射线荧光光谱宏观成分分析
3.1.2 电子探针微观成分分析
3.2 显微组织分析
3.2.1 金相组织
3.2.2 扫描电镜显微组织分析
3.2.3 扫描电镜能谱分析
3.3 X射线衍射仪物相分析
3.4 力学性能测试实验
3.4.1 硬度试验
3.4.2 拉伸实验
3.5 电子背散射衍射研究
3.5.1 不同热处理状态晶粒取向图
3.5.2 三种热处理状态晶界角度差分布
3.5.3 三种不同热处理状态6082铝合金的织构
3.6 本章小结
4 时效态6082铝合金疲劳性能与断口形貌分析
4.1 时效态6082铝合金的疲劳寿命
4.2 断口宏观形貌分析
4.3 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展形貌
4.4 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹源区特征
4.5 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展区特征
4.7 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹瞬断区形貌
4.8 本章小结
5 时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展寿命及断口特征研究
5.1 不同应力比下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展速率
5.2 利用Paris公式预测疲劳裂纹扩展寿命的一般过程
5.2.1 计算临界裂纹扩展尺寸
5.2.2 确定材料常数C、m
5.2.3 用Paris公式反推疲劳裂纹扩展速率寿命
5.3 不同应力比下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展断口形貌
5.3.1 不同应力比下时效态6082铝合金断口宏观形貌
5.3.2 不同应力比下时效态6082铝合金断口在裂纹萌生区特征
5.3.3 不同应力比下时效态6082铝合金断口在疲劳裂纹稳定扩展区特征
5.3.4 不同应力比下时效态6082铝合金断口瞬断区特征
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：4031452
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 文献综述
1.1 引言
1.2 6XXX铝合金概述
1.2.1 合金元素和杂质元素在6XXX系铝合金中的作用
1.2.2 6XXX系铝合金中的热处理
1.2.3 6XXX系铝合金的析出序列
1.2.4 6082铝合金的组织、性能及国内外研究进展
1.3 疲劳性能研究
1.3.1 疲劳断裂的分类
1.3.2 疲劳断裂的机理
1.3.3 6082铝合金疲劳性能的研究
1.4 疲劳裂纹扩展速率研究
1.4.1 疲劳裂纹扩展的机理和扩展过程
1.4.2 疲劳裂纹扩展规律
1.4.3 6082铝合金疲劳裂纹扩展速率研究
1.5 6082铝合金存在的问题和研究趋势
1.6 本课题的研究目的和主要内容
2 材料的制备与实验方法
2.1 实验材料
2.2 生产工艺
2.3 组织与成分观察
2.3.1 金相组织观察
2.3.2 扫描电镜观察
2.3.3 电子背散射衍射花样分析
2.3.4 X荧光光谱成分分析
2.3.5 电子探针微区成分分析
2.3.6 X射线衍射仪物相分析
2.3.7 透射电镜组织分析
2.4 性能测试
2.4.1 拉伸性能测试
2.4.2 疲劳性能测试
2.4.3 裂纹扩展实验
3 6082铝合金显微结构和力学性能分析
3.1 三种不同状态6082铝合金成分分析
3.1.1 X射线荧光光谱宏观成分分析
3.1.2 电子探针微观成分分析
3.2 显微组织分析
3.2.1 金相组织
3.2.2 扫描电镜显微组织分析
3.2.3 扫描电镜能谱分析
3.3 X射线衍射仪物相分析
3.4 力学性能测试实验
3.4.1 硬度试验
3.4.2 拉伸实验
3.5 电子背散射衍射研究
3.5.1 不同热处理状态晶粒取向图
3.5.2 三种热处理状态晶界角度差分布
3.5.3 三种不同热处理状态6082铝合金的织构
3.6 本章小结
4 时效态6082铝合金疲劳性能与断口形貌分析
4.1 时效态6082铝合金的疲劳寿命
4.2 断口宏观形貌分析
4.3 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展形貌
4.4 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹源区特征
4.5 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展区特征
4.7 不同应力幅值下时效态6082铝合金疲劳裂纹瞬断区形貌
4.8 本章小结
5 时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展寿命及断口特征研究
5.1 不同应力比下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展速率
5.2 利用Paris公式预测疲劳裂纹扩展寿命的一般过程
5.2.1 计算临界裂纹扩展尺寸
5.2.2 确定材料常数C、m
5.2.3 用Paris公式反推疲劳裂纹扩展速率寿命
5.3 不同应力比下时效态6082铝合金疲劳裂纹扩展断口形貌
5.3.1 不同应力比下时效态6082铝合金断口宏观形貌
5.3.2 不同应力比下时效态6082铝合金断口在裂纹萌生区特征
5.3.3 不同应力比下时效态6082铝合金断口在疲劳裂纹稳定扩展区特征
5.3.4 不同应力比下时效态6082铝合金断口瞬断区特征
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：4031452
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