新型铝合金结构及热处理性能的研究

发布时间：2017-10-23 00:13

  本文关键词：新型铝合金结构及热处理性能的研究

  更多相关文章： 211Z铝合金 相转变 比容差法 力学性能 强化机制

【摘要】：本文以一种新型Al-Cu合金为主要研究对象,研究了热处理加工工艺对材料的微观组织和材料性能的影响,其目的是提高此结构材料的使用性能。本文应用金属材料相转变测量的新方法——比容差法,并由不同系列的铝合金的实验测量,确认了此新的分析方法的有效性。并以此分析方法,对新材料进行了系统的研究,并对新方法给予了热膨胀测量及X射线衍射方面的定量验证。基于比容差法的实验结果,本文还提出了铝合金的新的强化机制——相变应力强化。通过本文的研究得到以下结论：比容差法可有效且精确地对铝合金在热处理过程中的相变进行定量测试分析和研究比容差法的有效性,且比容差法不仅适用在211Z铝合金中,同样适用于其他铝合金热处理过程中相变分析和研究。热膨胀测试及XRD测试分析结果证明了比容法的方便可行,测量结果精确、可靠、误差小。不同时效条件下处理的试样,随时效时间的改变其力学性的变化,与比容差法所的实验结果相吻合,进一步证明了比容差法的有效性。在研究211Z铝合金的淬透性实验中,通过硬度测试,得出其淬透性,对实际生产起到指导意义。在T相会聚束电子衍射的研究基础上,采用XRD分析方法对T相的结构进行了进一步的探究。因相变引起的材料比容变化,由此推论材料内部将出现相变造成的残余应力,此推论己由XRD的残余应力测量给予了肯定的验证。本文提出T6处理状态的6061铝合金的新强化机制：相变造成体积膨胀导致的残余应力对材料有一定的强化作用,且应当是铝合金热处理后的一种强化机制。在上述的多种测试的基础上,以及在我们的理论分析的指导下。本文对此新材料的使用性能的结果得到稳定的提高。材料的强度稳定的达到了520MPa,这比此材料的报道(450MPa)提高了15.5%以上。
【关键词】：211Z铝合金 相转变 比容差法 力学性能 强化机制
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG166.3;TG146.21
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-28
• 1.1 选题背景10-12
• 1.1.1 铝及铝合金的概述10-11
• 1.1.2 铝及铝合金的分类11
• 1.1.3 211Z铝合金11-12
• 1.1.4 6061铝合金12
• 1.2 铝合金的强化机制12-14
• 1.3 铝合金的热处理14-20
• 1.3.1 固溶处理14-15
• 1.3.2 时效处理15-16
• 1.3.3 时效对性能的影响16-18
• 1.3.4 淬火方式18-19
• 1.3.5 铝合金的热处理规范19-20
• 1.4 铝合金的相变、应力分析20-23
• 1.4.1 铝合金的相变20-21
• 1.4.2 研究相变的方法21-22
• 1.4.3 应力分析22-23
• 1.5 国内外研究现状23-26
• 1.5.1 固溶体合金的热处理及相变23
• 1.5.2 相变的研究23-24
• 1.5.3 力学性能的研究24-25
• 1.5.4 残余应力的研究25-26
• 1.5.5 211Z铸态合金的热膨胀性能26
• 1.6 本课题的研究目的及意义26-27
• 1.7 本课题的研究内容27-28
• 第2章 实验材料与方法28-32
• 2.1 实验材料28
• 2.1.1 211Z铝合金28
• 2.1.2 6061铝合金28
• 2.2 热处理实验28-29
• 2.2.1 211Z铝合金热处理工艺28
• 2.2.2 6061铝合金热处理工艺28
• 2.2.3 淬火方式28-29
• 2.3 XRD测试29
• 2.4 热膨胀测试29
• 2.5 力学性能测试29-30
• 2.5.1 抗拉强度测试29
• 2.5.2 显微硬度测试29-30
• 2.6 比容差法30-32
• 2.6.1 实验仪器30
• 2.6.2 实验原理30-32
• 第3章 211Z铝合金的热处理实验及结果分析32-47
• 3.1 不同固溶时间下211Z铝合金微结构与性能的分析32-33
• 3.1.1 比容差法的测量32
• 3.1.2 XRD测试分析32-33
• 3.2 不同时效条件下211Z铝合金微结构与性能的分析33-36
• 3.2.1 不同时效温度下的结果分析33-35
• 3.2.2 不同时效时间下的结果分析35-36
• 3.3 热膨胀测量不同时效条件下211Z铝合金36-37
• 3.4 不同时效条件下211Z铝合金XRD点阵常数的测量37-39
• 3.5 不同时效条件对211Z铝合金力学性能的影响39-40
• 3.5.1 拉伸强度测试39
• 3.5.2 显微硬度测试39-40
• 3.6 211Z铝合金淬透性能的研究40-43
• 3.7 分级时效对211Z铝合金性能的影响43-45
• 3.7.1 211Z分级时效43-44
• 3.7.2 不同时效条件对力学性能的影响44-45
• 3.8 本章小结45-47
• 第4章 6061铝合金的实验验证47-54
• 4.1 比容差法测量不同热处理条件下6061铝合金47-49
• 4.1.1 不同时效温度47-48
• 4.1.2 不同时效时间48-49
• 4.2 热膨胀测量不同时效条件下6061铝合金49-50
• 4.3 不同热处理条件下6061铝合金的XRD测量50-52
• 4.4 不同时效条件对6061铝合金力学性能的影响52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 微结构及强化机制的研究54-57
• 5.1 T相的研究54
• 5.2 强化机制的讨论54-55
• 5.3 本章小结55-57
• 第6章 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文62-63
• 致谢63-64
• 附录64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 张亦良;黄惠茹;李想;;车削加工残余应力分布规律的实验研究[J];北京工业大学学报;2006年07期

2 祁洪飞,梁广川,李国禄,梁金生,孟军平;均匀化退火对铝合金阳极活化性能的影响[J];材料工程;2005年10期

3 刘昌斌,夏长清,戴晓元;高强高韧铝合金的研究现状及发展趋势[J];矿冶工程;2003年05期

4 陈思颖,黄晨光,陈捷,王春奎,段祝平;用电子散斑干涉法测量材料热膨胀系数[J];强激光与粒子束;2004年06期

5 张晓敏;毛健;车云;张中可;;淬火水温对Al-Cu-Mn高强铸造合金性能的影响[J];热加工工艺;2011年20期

6 李元元,郭国文,罗宗强,龙雁;高强韧铸造铝合金材料研究进展[J];特种铸造及有色合金;2000年06期

7 黄修飞;蒋鸣;朱鸣芳;;ZL107合金热力学显微组织分析[J];特种铸造及有色合金;2012年02期

8 陈康华,刘允中,刘红卫;7075和2024铝合金的固溶组织与力学性能[J];中国有色金属学报;2000年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 辜蕾钢;铝合金厚板预拉伸及淬透性研究[D];重庆大学;2004年

，

本文编号：1080724