Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu合金晶粒控制及PLC效应研究
发布时间：2022-01-07 03:39
本文针对高性能航空铝合金对板材加工性能的要求,采用了光学金相显微镜（OM）、背散射电子（BSE）、电子背散射衍射（EBSD）、透射电子显微镜（TEM）、三维原子探针（3DAP）等微观分析方法以及拉伸试验、硬度和电导率测试等力学性能试验,研究了不同退火工艺对包铝Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu合金组织结构的影响。同时,还研究了热处理对该合金PLC效应的影响规律。主要结论如下:（1）研究了单级热处理温度和升温速度对晶粒尺寸的影响,发现从330°C到450°C温度区间热处理,包铝层的晶粒尺寸明显小于Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu基体的晶粒尺寸。包铝层在较大的热处理温度范围内晶粒尺寸变化不大,当温度达到450°C时晶粒开始长大;而基体的晶粒表现为双态分布,在380°C到400°C时晶粒最小,410°C时晶粒开始长大。提高升温速度可以降低合金的晶粒尺寸。（2）相对于单级热处理,双级热处理第一级热处理通过快速升温,形成了更多细小的再结晶晶粒;由于双级热处理获得的晶粒较细小,所以强度要比单级热处理的板材强度高。（3）对于冷轧态Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu合金,退火温度在...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
材料成形过程中表面质量变化
在铝合金变形过程中，由于 PLC 效应的存在会致使明显的不均匀变形产生，因而使得材料的可成形性下降[62]，所以为了避免其带来的干扰，就必须了解其产生的机理以避开 PLC 效应的产生。PLC 效应受到多种物理因素的影响[63]。在微观上，晶界等晶体缺陷会在自己周边形成应力场，溶质原子则会在其周边被聚集起来，当位错被这类障碍阻挡时，溶质原子会穿越晶格中的空隙向被阻碍的位错聚集，这是溶时原子气团会对位错产生附加的钉扎作用，使得应力增加，之后可动位错克服晶界障碍后继续滑移，一直到下个障碍，从而使得了应力的下跌。这种重复发生的竞争过程就导致了锯齿形屈服现象的发生。而随着应变的不断增加，位错随之增殖，会导致位错锁住，位错的缠结或位错的湮灭。从而使得位错的分布出现明显分化，导致位错富集区和位错匮乏区产生。而位错的分布不均匀会使得应变各区域的不均匀。所以在宏观上 PLC 效应产生时，样品的表面会出现变形带，在拉伸曲线的表现为反复的锯齿状曲线出现，亦会导致温度场的出现。开展PLC 效应的研究，又可以有助于加深或澄清对这些概念的理解和认识，为新型合金材料的设计开发提供理论依据，具有很重要的理论研究价值。
图 2.1 板材示意图Fig. 2.1. Alloy plate schematic表 2.1Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu 合金元素成分Table 2.1 The chemical composition of Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu Mg Cr Zn Fe Si Ti Ni -1.4-2.01.8-2.80.1-0.255.0-6.50.05-0.25≤0.1≤0.05工艺热处理以及检测材料性能，将冷轧板切为 20×20×3.5m纸将样品粗糙边沿打磨干净，同时方便测试基体性能层采用砂纸抹掉，同时对各个样品用刻字笔标记，避干净，再用吹风机用冷风将残留酒精吹干。环炉加热程序最终温度和升温速率设置完全，每次试
【参考文献】：
期刊论文
[1]升温速率对7B04铝合金板材晶粒组织和超塑性的影响[J]. 陈敏,叶凌英,孙大翔,杨涛,王国玮,张新明. 材料工程. 2017(03)
[2]热处理对7×××系铝合金组织及性能影响的研究进展[J]. 黄超群,赵天生,高飞. 材料导报. 2015(23)
[3]磁性纳米材料在污水中重金属离子吸附应用中的研究进展[J]. 庄福强,谭瑞琴,杨晔,宋伟杰. 材料导报. 2014(05)
[4]7xxx系AlZnMgCu铝合金早中期时效强化析出相的研究[J]. 万彩云,陈江华,杨修波,刘吉梓,伍翠兰,赵新奇. 电子显微学报. 2010(05)
[5]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
[6]7xxx系铝合金热处理工艺的研究现状及进展[J]. 任建平,宋仁国,陈小明,李杰. 热加工工艺. 2009(06)
[7]典型高强铝合金材料的点腐蚀坑前缘特征的研究[J]. 朱立群,谷岸,刘慧丛,刘建中,叶序彬,胡本润. 航空材料学报. 2008(06)
[8]固溶处理及时效对7xxx铝合金组织与性能的影响[J]. 戴晓元,夏长清,刘昌斌,古一. 材料热处理学报. 2007(04)
[9]我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望[J]. 蔡健平,陆峰,吴小梅. 航空材料学报. 2006(03)
[10]变形铝合金均匀化热处理的应用现状与研究进展[J]. 仲志国,左秀荣,翁永刚,宋天福,王明星,刘忠侠,杨升. 轻合金加工技术. 2006(01)
博士论文
[1]累积叠轧7075/1100铝合金多层复合板材力学性能研究[D]. Kawunga Nyirenda.重庆大学 2013
[2]铝合金中Portevin-Le Chatelier效应的多尺度实验和机理研究[D]. 曹鹏涛.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]固溶过程中升温速率及淬火速率对7075铝合金板材的组织及性能的影响[D]. 王路.重庆大学 2016
[2]7B04铝合金搅拌摩擦焊接头组织及腐蚀行为[D]. 赵贝贝.燕山大学 2015
[3]热处理对7B04高强铝合金强韧性的影响[D]. 潘志军.中南大学 2002
本文编号：3573738
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
材料成形过程中表面质量变化
在铝合金变形过程中，由于 PLC 效应的存在会致使明显的不均匀变形产生，因而使得材料的可成形性下降[62]，所以为了避免其带来的干扰，就必须了解其产生的机理以避开 PLC 效应的产生。PLC 效应受到多种物理因素的影响[63]。在微观上，晶界等晶体缺陷会在自己周边形成应力场，溶质原子则会在其周边被聚集起来，当位错被这类障碍阻挡时，溶质原子会穿越晶格中的空隙向被阻碍的位错聚集，这是溶时原子气团会对位错产生附加的钉扎作用，使得应力增加，之后可动位错克服晶界障碍后继续滑移，一直到下个障碍，从而使得了应力的下跌。这种重复发生的竞争过程就导致了锯齿形屈服现象的发生。而随着应变的不断增加，位错随之增殖，会导致位错锁住，位错的缠结或位错的湮灭。从而使得位错的分布出现明显分化，导致位错富集区和位错匮乏区产生。而位错的分布不均匀会使得应变各区域的不均匀。所以在宏观上 PLC 效应产生时，样品的表面会出现变形带，在拉伸曲线的表现为反复的锯齿状曲线出现，亦会导致温度场的出现。开展PLC 效应的研究，又可以有助于加深或澄清对这些概念的理解和认识，为新型合金材料的设计开发提供理论依据，具有很重要的理论研究价值。
图 2.1 板材示意图Fig. 2.1. Alloy plate schematic表 2.1Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu 合金元素成分Table 2.1 The chemical composition of Al-4.5Zn-1.8Mg-0.5Cu Mg Cr Zn Fe Si Ti Ni -1.4-2.01.8-2.80.1-0.255.0-6.50.05-0.25≤0.1≤0.05工艺热处理以及检测材料性能，将冷轧板切为 20×20×3.5m纸将样品粗糙边沿打磨干净，同时方便测试基体性能层采用砂纸抹掉，同时对各个样品用刻字笔标记，避干净，再用吹风机用冷风将残留酒精吹干。环炉加热程序最终温度和升温速率设置完全，每次试
【参考文献】：
期刊论文
[1]升温速率对7B04铝合金板材晶粒组织和超塑性的影响[J]. 陈敏,叶凌英,孙大翔,杨涛,王国玮,张新明. 材料工程. 2017(03)
[2]热处理对7×××系铝合金组织及性能影响的研究进展[J]. 黄超群,赵天生,高飞. 材料导报. 2015(23)
[3]磁性纳米材料在污水中重金属离子吸附应用中的研究进展[J]. 庄福强,谭瑞琴,杨晔,宋伟杰. 材料导报. 2014(05)
[4]7xxx系AlZnMgCu铝合金早中期时效强化析出相的研究[J]. 万彩云,陈江华,杨修波,刘吉梓,伍翠兰,赵新奇. 电子显微学报. 2010(05)
[5]大飞机用铝合金的研究现状及展望[J]. 刘兵,彭超群,王日初,王小锋,李婷婷. 中国有色金属学报. 2010(09)
[6]7xxx系铝合金热处理工艺的研究现状及进展[J]. 任建平,宋仁国,陈小明,李杰. 热加工工艺. 2009(06)
[7]典型高强铝合金材料的点腐蚀坑前缘特征的研究[J]. 朱立群,谷岸,刘慧丛,刘建中,叶序彬,胡本润. 航空材料学报. 2008(06)
[8]固溶处理及时效对7xxx铝合金组织与性能的影响[J]. 戴晓元,夏长清,刘昌斌,古一. 材料热处理学报. 2007(04)
[9]我国航空材料的腐蚀与防护现状与展望[J]. 蔡健平,陆峰,吴小梅. 航空材料学报. 2006(03)
[10]变形铝合金均匀化热处理的应用现状与研究进展[J]. 仲志国,左秀荣,翁永刚,宋天福,王明星,刘忠侠,杨升. 轻合金加工技术. 2006(01)
博士论文
[1]累积叠轧7075/1100铝合金多层复合板材力学性能研究[D]. Kawunga Nyirenda.重庆大学 2013
[2]铝合金中Portevin-Le Chatelier效应的多尺度实验和机理研究[D]. 曹鹏涛.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]固溶过程中升温速率及淬火速率对7075铝合金板材的组织及性能的影响[D]. 王路.重庆大学 2016
[2]7B04铝合金搅拌摩擦焊接头组织及腐蚀行为[D]. 赵贝贝.燕山大学 2015
[3]热处理对7B04高强铝合金强韧性的影响[D]. 潘志军.中南大学 2002
本文编号：3573738
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