7N01铝合金均匀化处理与等温多道次热压缩变形行为

发布时间：2017-09-05 15:12

  本文关键词：7N01铝合金均匀化处理与等温多道次热压缩变形行为

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【摘要】：7N01铝合金生产的中厚板具有强度高、挤压性好、焊接性好、耐腐蚀性好等优点,是高速列车车体、底架、框架等的基本结构材料。在保证车身强度的同时减轻了车体的重量,能有效节约能源及降低运营维护费用。为满足我国高速轨道交通的快速发展,解决该合金在热加工过程中存在的热撕裂问题,本论文对7N01铝合金的均匀化处理和等温多道次热压缩变形行为进行了研究,分析了均匀化过程中7N01铝合金的显微组织演变及多道次热压缩过程中合金的软化机制,为7N01铝合金型材的实际生产提供理论基础。主要研究结果如下：1.7N01铝合金铸锭由于快冷形成非平衡凝固组织,Zn和Mg元素在晶界附近存在较大偏析形成低熔点MgZn2相,晶界上存在粗大的杂质相Al16(Fe(1-y),Mny)4Si3。2.7N01铝合金较适宜的单级均匀化制度为470℃/24 h。在该制度均匀化处理后的合金晶界变细,低熔点相已基本消除,粗大残余相大部分被溶解。3.均匀化过程中沿晶界分布的粒子(GB)的主要演变机制为变薄、球化和充分溶解,GB粒子的溶解程度主要依赖均匀化温度。4.在单级均匀化温度为400℃、505℃和540℃时7N01铝合金的硬度均低于铸态时的硬度,而在均匀化温度为435℃和470℃时合金的硬度则高于铸态时的硬度。在400℃、435℃和470℃均匀化处理后,7N01铝合金的电导率高于铸态合金的电导率,但在505℃和540℃时合金的电导率低于铸态合金。5.双级均匀化处理比单级均匀化处理能溶解更多的非平衡粗大相,有效消除枝晶偏析。7N01铝合金适宜的双级均匀化制度为420℃/24h+470℃/24h,在该均匀化制度下,合金组织中残留的粗大相基本溶解,合金成分更为均匀。6.7N01铝合金适宜的三级均匀化制度为420℃/10h+470℃/24h+485℃/30min,在该均匀化制度下,合金组织中晶粒更细小、均匀。7.高应变速率(1.0 s-1)时,7N01铝合金等温多道次热变形应力比单道次应力约低15%,且应力随着应变的增加先增加到最大值后保持稳态。低应变速率(0.01 s-1)时,流变应力先随应变的增加迅速升高,达到应力峰值后迅速下降,随后趋于稳态。8.7N01铝合金等温多道次热变形过程由于道次间的静态软化导致流变应力随着道次(累积应变)的增加出现明显的静态软化特性。相同条件下,合金在道次间保温时间为10s时的流变应力均大于100s时的流变应力。9.高应变速率下(1.0s-1)7N01铝合金的主要软化机制为动态和静态回复。在低应变速率(0.01 s-1)时,7N01铝合金中出现了再结晶晶粒,合金的主要软化机制由回复变为再结晶。
【关键词】：7NO1铝合金 均匀化 热模拟压缩 显微组织 力学性能
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 7N01铝合金概述12-19
• 1.2.1 7N01铝合金的合金化机理13-15
• 1.2.2 7N01铝合金的显微组织15
• 1.2.3 7N01铝合金的制约因素15-19
• 1.3 铝合金的均匀化处理19-22
• 1.3.1 均匀化处理的原理与目的20-21
• 1.3.2 均匀化温度和时间的选择21-22
• 1.4 铝合金热流变行为22-24
• 1.4.1 流变应力及软化机理22-24
• 1.4.2 热变形道次间的静态行为24
• 1.5 本论文的研究目的与内容24-26
• 1.5.1 研究目的24-25
• 1.5.2 研究内容25-26
• 第二章 实验材料与方法26-32
• 2.1 实验材料26
• 2.2 实验方案26-29
• 2.2.1 技术路线26-27
• 2.2.2 7N01铝合金均匀化处理27-28
• 2.2.3 等温多道次热压缩实验28-29
• 2.3 显微组织结构分析29-31
• 2.3.1 金相组织分析(OM)29-30
• 2.3.2 X射线衍射分析(XRD)30
• 2.3.3 差示扫描量热法(DSC)30
• 2.3.4 扫描电子显微分析(SEM)30-31
• 2.3.5 透射电子显微分析(TEM)31
• 2.4 性能测试31-32
• 2.4.1 硬度测试31
• 2.4.2 电导率测试31-32
• 第三章 7N01铝合金铸锭与单级均匀化处理32-48
• 3.1 7N01铝合金的铸态显微组织32-34
• 3.2 单级均匀化处理34-41
• 3.2.1 单级均匀化温度的确定34-38
• 3.2.2 单级均匀化时间的确定38-41
• 3.3 均匀化过程中晶界(GB)粒子的演变41-43
• 3.4 透射电子显微组织观察43-44
• 3.5 单级均匀化处理后的硬度和电导率44-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第四章 7N01铝合金的多级均匀化处理48-54
• 4.1 双级均匀化处理48-50
• 4.1.1 双级均匀化处理后的显微组织48-50
• 4.1.2 双极均匀化处理后的硬度和电导率50
• 4.2 三级均匀化处理50-52
• 4.2.1 三级均匀化处理后的显微组织51
• 4.2.2 三级均匀化处理后的硬度和电导率51-52
• 4.3 多级均匀化处理后合金TEM分析52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 7N01铝合金等温多道次热压缩变形行为54-62
• 5.1 等温多道次热变形真应力-应变曲线54-55
• 5.2 等温多道次热变形静态软化率55-57
• 5.3 等温多道次热变形显微组织57-61
• 5.3.1 OM分析57-58
• 5.3.2 SEM分析58-59
• 5.3.3 TEM分析59-61
• 5.4 本章小结61-62
• 第六章 结论62-64
• 6.1 结论62-64
• 参考文献64-70
• 致谢70-71
• 攻读学位期间参与项目与发表的论文71

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 张新明;陆艳红;刘胜胆;刘文军;李红萍;;分级均匀化对7055铝合金组织和力学性能的影响[J];中国有色金属学报;2012年08期

2 李锡武;熊柏青;张永安;华成;王锋;朱宝宏;熊益民;;新型Al-Zn-Mg-Cu合金热变形流变应力特征[J];稀有金属;2008年05期

3 王涛;尹志民;;高强变形铝合金的研究现状和发展趋势[J];稀有金属;2006年02期

4 李红英,董显娟;高强高韧铝合金研究现状及展望[J];湖南有色金属;2002年05期

5 R.Poganitsch ,张育钦;高强Al-Zn-Mg-Cu合金的金属间化合物[J];轻合金加工技术;1984年09期

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本文编号：798692