7050铝合金铸轧板裂纹形成原因研究

发布时间：2017-09-05 16:45

  本文关键词：7050铝合金铸轧板裂纹形成原因研究

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【摘要】：7050铝合金具有的高强度和高硬度、良好的焊接性能和热加工性、耐腐蚀性及较强的韧性等特点被广泛应用到飞机、航空航天及军工方面。随着社会的不断发展进步,超高强铝合金在航空航天工业及军工方面的应用量越来越来大,对其材料的性能方面(比强度、比刚度、韧性、抗疲劳及耐腐蚀性等)也有了更高的要求。双辊铸轧技术实现了铸造和轧制合二为一,缩短了工艺流程,降低了生产成本,实现了连续高效稳定的生产。但对于生产7050等高合金成分的薄板坯时,很难精确的控制其显微组织、偏析和板型,在制备过程中表面容易出现裂纹、热带及板型不均等缺陷,严重时会出现断带,导致成材率低,缺乏一定的实用性。本文以7050铝合金铸轧板为研究对象,利用金相、SEM、能谱等实验方法对7050铝合金铸轧板裂纹处进行宏观和微观的形貌进行观察。而后对裂纹产生的原因进行了理论计算,并利用浇注及高温拉伸实验结合理论计算得到裂纹产生的原因。通过改变铸轧速度与辊缝宽度两工艺参数进行铸轧实验,找出两工艺参数的改变对裂纹形成及其组织变化的影响。实验结果表明:铸轧产生的裂纹在表面是沿着等轴晶晶界方向扩展,并非穿晶扩展。断面能谱显示有元素Fe的存在,表面裂纹处的面扫描显示Zn元素在裂纹出有富集现象。理论计算结合实验得出心部与表面存在的温差产生的热应力达到其拉伸强度时就会有裂纹产生的倾向。铸轧速度变小及辊缝宽度变大会降低裂纹产生的几率,铸轧速度较慢及辊缝宽度较小时,靠近表面部分有树枝晶的存在;而提高铸轧速度和加大辊缝宽度,其组织大部分为等轴晶存在。有第二相粒子出现在晶界上,在轧件受力变形时,由于第二相粒子的硬、脆及无变形能力的性质,而且在晶粒的边界上生成,降低了晶界间的结合力,随着晶界间的断裂,在宏观上就会有裂纹的出现。
【关键词】：7050铝合金 双辊铸轧 裂纹 工艺参数
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-24
• 1.1 7000系铝合金的发展现状概述10-12
• 1.1.1 国外7000系铝合金发展研究现状10-11
• 1.1.2 国内7000系铝合金发展研究现状11-12
• 1.2 双辊铸轧工艺概述12-15
• 1.2.1 双辊铸轧工艺的发展与研究12-13
• 1.2.2 双辊铸轧工艺的特点13-14
• 1.2.3 双辊铸轧在7000系铝合金的应用14-15
• 1.3 双辊铸轧板材缺陷的研究现状15-22
• 1.3.1 双辊铸轧板材常见缺陷15-20
• 1.3.2 铸轧板坯缺陷成形机理研究现状20-22
• 1.4 课题研究背景、选题意义及研究内容22-24
• 1.4.1 研究背景及选题意义22-23
• 1.4.2 研究内容23-24
• 2. 实验方案与分析方法24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 双辊铸轧实验24-25
• 2.2.1 实验试样的选择24
• 2.2.2 实验原理24-25
• 2.2.3 实验试样的制备25
• 2.3 温差测定实验25-27
• 2.3.1 温差测定实验的材料选择25
• 2.3.2 温差测定实验过程25-27
• 2.4 实验设备27
• 2.5 实验分析方法27-30
• 2.5.1 显微组织分析27-28
• 2.5.2 试样拉伸测试28-30
• 3.7050铝合金铸轧板带裂纹缺陷分析30-37
• 3.1 引言30
• 3.2 7050铝合金铸轧板带裂纹形貌分析30-36
• 3.2.1 板带裂纹的宏观形貌分析30
• 3.2.2 板带裂纹的显微组织形貌分析30-32
• 3.2.3 板带裂纹的扫描形貌分析32-36
• 3.3 本章小结36-37
• 4.裂纹形成原因的计算与分析37-50
• 4.1 引言37
• 4.2 热应力的概述37
• 4.3 热应力的计算37-41
• 4.4 温差浇注实验的结果分析41-44
• 4.5 拉伸实验结果与分析44-46
• 4.5.1 横向拉伸实验结果分析44-45
• 4.5.2 纵向拉伸实验结果分析45
• 4.5.3 横向与纵向拉伸强度对比45-46
• 4.6 裂纹的产生原因分析46-47
• 4.6.1 裂纹与温差和热应力的关系46
• 4.6.2 裂纹的产生与热应力和强度的关系46-47
• 4.7 横向裂纹形成原因47-49
• 4.8 本章小结49-50
• 5.工艺参数对7050铝合金铸轧板裂纹形成及其组织变化的影响50-60
• 5.1 引言50
• 5.2 双辊铸轧铝合金实验50-51
• 5.3 铸轧速度与辊缝的改变对铸轧板坯裂纹的影响51-52
• 5.4 铸轧速度与辊缝的改变对铸轧板坯组织的影响52-59
• 5.4.1 铸轧速度与辊缝的改变对铸轧板坯晶粒尺寸的影响52-53
• 5.4.2 铸轧速度与辊缝的改变对铸轧板坯组织的影响53-57
• 5.4.3 铸轧速度与辊缝的改变对铸轧板析出相的影响57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 6.结论60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 作者简介65-66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李国锋;张新明;朱航飞;李鹏辉;;7B50高强铝合金的均匀化[J];中国有色金属学报;2008年05期

2 刘兵;彭超群;王日初;王小锋;李婷婷;;大飞机用铝合金的研究现状及展望[J];中国有色金属学报;2010年09期

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本文编号：799144