微量Sc对喷射成形Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

发布时间：2017-12-20 17:56

  本文关键词：微量Sc对喷射成形Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响　出处：《哈尔滨理工大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 喷射成形 超高强铝合金 显微组织 力学性能

【摘要】：本论文主要采用金相显微镜、X射线衍射分析仪、扫描电子显微镜、能谱分析、维氏硬度计、室温及高温拉伸等测试设备，对喷射成形Al-12Zn-2.6Mg-1.8Cu-0.18Zr-xSc（x=0,0.1,0.15,0.2）沉积态、挤压态及固溶态合金进行了组织与性能的分析研究，总结了从制坯到热处理整个过程中超高强铝合金显微组织的演变规律，，并揭示了合金的强化机制，从而为优化喷射沉积超高强铝合金成分设计与后续的热加工成形过程提供依据，以达到充分提高材料使用性能的目的。论文主要研究结果如下： 采用50kg超音速雾化沉积设备制备了尺寸为Φ220×260mm的Al-12Zn-2.6Mg-1.8Cu-0.18Zr-xSc （x=0,0.1,0.15,0.2）合金坯锭，致密度为95%~99%，沉积坯表面光滑，无孔洞等宏观缺陷。相比于铸态的枝晶组织，快速凝固沉积态合金呈现等轴晶组织形态，极大地抑制了偏析现象的发生，晶粒尺寸分布在10~50μm之间。由于Sc元素的作用，含Sc合金的微观组织得到明显细化，其中0.15%Sc合金晶粒最小，约为15μm。合金中第二相主要由晶界处网络状相和晶内的针状相以及少量不规则块状相组成，能谱及X射线衍射分析结果显示这些第二相均为MgZn2相。 沉积态合金经热挤压后粗大的第二相被充分破碎并沿挤压方向均匀分布，合金中存在的孔隙等缺陷消除弥合，组织达到完全致密化，等轴晶粒沿挤压方向被拉长，形成织构组织。对挤压态合金采用T6热处理，热处理后合金显示出优异的室温及高温力学性能，其中0.15%Sc合金力学性能最佳，其室温抗拉强度为804.1MPa，延伸率达到7.0%；150°C的拉伸条件下抗拉强度为688MPa，延伸率达到15.8%。相比于不含Sc元素的合金，适量的Sc元素可使合金力学性能得到较大幅度提升。
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨军军,聂祚仁,付静波,左铁镛;稀土在铝合金中的作用及研究进展[J];北京工业大学学报;2002年04期

2 赵爱民,姜春梅,毛卫民,甄子胜,计永毅,高元植,胡宜平,钟雪友;喷射沉积Al-30wt%Si合金的凝固组织与耐磨性能[J];北京联合大学学报;2001年04期

3 熊柏青,张永安,石力开;喷射成形技术制备高性能铝合金材料[J];材料导报;2000年12期

4 罗光敏;樊俊飞;单爱党;;喷射成形高温合金的研究与应用[J];材料导报;2007年09期

5 孙剑飞,沈军,贾均,李庆春;喷射成形一种先进的金属热成形技术[J];材料开发与应用;1999年02期

6 张永昌;金属喷射成形的进展[J];粉末冶金工业;2001年06期

7 谢壮德,沈军,董寅生,周彼德,李庆春;快速凝固铝硅合金的制备、组织特征及断裂行为[J];粉末冶金技术;2000年02期

8 司朝润;张贤杰;王俊彪;;喷射成形颗粒增强金属基复合材料研究进展[J];功能材料;2015年01期

9 Aruna Tomar;Rashmi Mittal;Devendra Singh;;Strength and elongation of spray formed Al Si Pb alloys[J];International Journal of Minerals Metallurgy and Materials;2014年12期

10 尹贻彬;张永安;熊柏青;王锋;刘红伟;李志辉;李锡武;;喷射成形7XXX铝合金孔隙分布规律及其演变(英文)[J];稀有金属材料与工程;2014年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 郭舒;喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金凝固行为及热加工过程组织演变[D];哈尔滨工业大学;2011年

本文编号：1312868