热变形（压缩、ECAP）-预回复对7085铝合金挤压材组织性能及各向异性的影响

发布时间：2017-08-10 02:11

  本文关键词：热变形（压缩、ECAP）-预回复对7085铝合金挤压材组织性能及各向异性的影响

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【摘要】：7085铝合金具有良好的综合性能,已经在武器装备、航空航天等领域获得广泛应用。本文以自主熔炼的7085铝合金(Al-7.0Zn-1.41Mg-1.50Cu-0.14Zr-0.023Sr)为实验对象,通过金相组织、EBSD、XRD、硬度及电导率、拉伸性能、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验,研究了热变形(压缩、ECAP)—预回复对7085铝合金挤压材组织性能及各向异性的影响。结论如下:(1)研究了热压缩—固溶—时效下7085铝合金的组织性能及各向异性。结果表明,热压缩—固溶态下合金内部发生再结晶,不同取样方向的金相组织存在明显差异,平均晶粒尺寸关系为Y(横向)X(轴向)Z(压缩方向);7085铝合金的合金化程度低,促进了再结晶,其力学性能的各向异性不明显,在100℃和120℃两种时效温度下不同方向的硬度峰值相差较小,T6和T76时效下的抗拉强度及屈服强度的差异也较小(10MPa以内),T76时效下的强度高于T6时效,但塑性降低。合金的抗腐蚀性能存在各向异性,同时T76时效下的抗腐蚀性能优于T6时效。(2)研究了热压缩—预回复—固溶—时效下7085铝合金的组织性能及各向异性。结果表明,固溶前的预回复处理抑制了再结晶,细化了平均晶粒尺寸(Y方向仅为10.650μm),提高了小角度晶界比例,改善了晶粒的等轴性。相比于热压缩—固溶态,预回复处理提高了合金的硬度,同时电导率降低,对屈服强度和抗拉强度影响不大,塑性降低,在不同时效制度下,合金不同取样方向的硬度、电导率和强度差异很小,力学性能的各向异性不明显。与T6时效相比,T76时效下具有更高的抗拉强度和屈服强度,但塑性下降。预回复对抗晶间腐蚀性能提高显著,T76下Y方向晶间腐蚀深度仅为19.65μm,腐蚀等级达到二级,同时抗剥落腐蚀性能也有所提高,合金抗腐蚀性能存在各向异性。(3)研究了热压缩—ECAP—预回复—固溶—时效态下7085铝合金不同方向的组织与性能。结果表明,ECAP加工促进了合金的再结晶和晶粒长大,晶粒分布更均匀,大幅改善了等轴性,消除了织构,合金内部产生较多亚晶,但小角度晶界比例下降。ECAP加工后合金的硬度降低,电导率有所提高,同时在保持塑性变化不大的情况下,大幅提高了抗拉强度和屈服强度,在T76时效下,其抗拉强度和屈服强度分别达到544.83 MPa和524.43 MPa。合金的抗晶间腐蚀性能降低,但抗剥落腐蚀性能提高,同时ECAP调控了7085铝合金抗剥落腐蚀性能的各向异性。(4)研究了热压缩—ECAP—热压缩—预回复—固溶—时效下7085铝合金的组织性能及各向异性。结果表明,ECAP后续增加的热压缩处理进一步促进了合金的再结晶,消除了大部分ECAP加工后的位错和亚晶,小角度晶界比例提高,平均晶粒尺寸变大。热压缩对合金硬度和电导率峰值大小影响不大,抗拉强度和屈服强度降低,塑性变化不大,同时力学性能的各向异性变大。抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能均有提高,但是相比于热压缩—ECAP—预回复—固溶—时效处理,其抗腐蚀性能的各向异性变大。
【关键词】：7085铝合金 ECAP 热压缩 预回复 各向异性 强化机理
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-27
• 1.1 本文研究背景12
• 1.2 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的研究现状12-15
• 1.2.1 国外Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的发展12-14
• 1.2.2 国内Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的发展14-15
• 1.3 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的成分控制15-18
• 1.3.1 主合金元素15-16
• 1.3.2 微合金元素16-17
• 1.3.3 杂质元素17-18
• 1.4 等通道转角挤压法（ECAP）18-22
• 1.4.1 ECAP工作原理18
• 1.4.2 ECAP工艺参数18-21
• 1.4.3 ECAP对材料性能的影响21-22
• 1.5 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的腐蚀类型22-24
• 1.5.1 点蚀22-23
• 1.5.2 晶间腐蚀23
• 1.5.3 剥落腐蚀23-24
• 1.5.4 电化学腐蚀24
• 1.6 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金微观组织结构表征24-26
• 1.6.1 X射线衍射分析24
• 1.6.2 电子背散射衍射分析24-26
• 1.7 本文研究目的和主要内容26-27
• 第二章 铝合金的制备及实验方法27-36
• 2.1 铝合金的制备27-29
• 2.1.1 铝合金成分设计27
• 2.1.2 合金的熔炼27
• 2.1.3 均质化处理27-28
• 2.1.4 锻造处理28
• 2.1.5 挤压加工28-29
• 2.1.6 合金成分29
• 2.2 实验方案29-30
• 2.3 大变形加工30-32
• 2.3.1 压缩大变形加工30-31
• 2.3.2 ECAP大变形加工31-32
• 2.4 热处理工艺32
• 2.5 组织结构分析32-33
• 2.5.1 金相分析32
• 2.5.2 SEM分析32-33
• 2.5.3 XRD分析33
• 2.5.4 EBSD分析33
• 2.6 性能测试33-35
• 2.6.1 显微硬度33-34
• 2.6.2 电导率34
• 2.6.3 拉伸性能34
• 2.6.4 抗腐蚀性能34-35
• 2.7 本章小结35-36
• 第三章 热压缩-固溶-时效下7085铝合金组织性能及各向异性36-52
• 3.1 引言36
• 3.2 实验方法36-37
• 3.3 实验结果37-49
• 3.3.1 金相组织分析37-38
• 3.3.2 EBSD分析38-40
• 3.3.3 XRD分析及位错密度40-42
• 3.3.4 硬度、电导率随时效制度的变化规律42-44
• 3.3.5 拉伸性能及断口分析44-46
• 3.3.6 抗晶间腐蚀性能46-47
• 3.3.7 抗剥落腐蚀性能47-49
• 3.4 分析与讨论49-50
• 3.4.1 微结构、力学性能及各向异性分析49
• 3.4.2 强化机理49-50
• 3.4.3 抗腐蚀性能50
• 3.5 本章小结50-52
• 第四章 热压缩-预回复-固溶-时效下7085铝合金组织性能及各向异性52-67
• 4.1 引言52
• 4.2 实验方法52-53
• 4.3 实验结果53-64
• 4.3.1 金相组织分析53-54
• 4.3.2 EBSD分析54-56
• 4.3.3 XRD分析及位错密度56-58
• 4.3.4 硬度、电导率随时效制度的变化规律58-59
• 4.3.5 拉伸性能及断口分析59-61
• 4.3.6 抗晶间腐蚀性能61-62
• 4.3.7 抗剥落腐蚀性能62-64
• 4.4 分析与讨论64-65
• 4.4.1 微结构、力学性能及各向异性分析64
• 4.4.2 强化机理64-65
• 4.4.3 抗腐蚀性能65
• 4.5 本章小结65-67
• 第五章 热压缩-ECAP-预回复-固溶-时效下7085铝合金组织性能及各向异性67-81
• 5.1 引言67
• 5.2 实验方法67-68
• 5.3 实验结果68-78
• 5.3.1 金相组织分析68-69
• 5.3.2 EBSD分析69-71
• 5.3.3 XRD分析及位错密度71-73
• 5.3.4 硬度、电导率随时效制度的变化规律73-74
• 5.3.5 拉伸性能及断口分析74-76
• 5.3.6 抗晶间腐蚀性能76-77
• 5.3.7 抗剥落腐蚀性能77-78
• 5.4 分析与讨论78-80
• 5.4.1 微结构、力学性能及各向异性分析78-79
• 5.4.2 强化机理79
• 5.4.3 抗腐蚀性能79-80
• 5.5 本章小结80-81
• 第六章 热压缩-ECAP-热压缩-预回复-固溶-时效下7085铝合金组织性能及各向异性81-95
• 6.1 引言81
• 6.2 实验方法81-82
• 6.3 实验结果82-92
• 6.3.1 金相组织分析82-83
• 6.3.2 EBSD分析83-85
• 6.3.3 XRD分析及位错密度85-87
• 6.3.4 硬度、电导率随时效制度的变化规律87-88
• 6.3.5 拉伸性能及断口分析88-89
• 6.3.6 抗晶间腐蚀性能89-91
• 6.3.7 抗剥落腐蚀性能91-92
• 6.4 分析与讨论92-93
• 6.4.1 微结构、力学性能及各向异性分析92
• 6.4.2 强化机理92-93
• 6.4.3 抗腐蚀性能93
• 6.5 本章小结93-95
• 第七章 总结与展望95-98
• 7.1 全文工作小结95-96
• 7.2 本文主要创新点96
• 7.3 工作展望96-98
• 参考文献98-103
• 致谢103-104
• 攻读硕士学位期间科研成果104-105

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