2524耐热铝合金板材轧制成形及力学行为研究

发布时间：2017-09-21 20:02

  本文关键词：2524耐热铝合金板材轧制成形及力学行为研究

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【摘要】：2524铝合金是在2024铝合金的基础上经过减少杂质含量而发展成的,其拥有优良的断裂韧性、抗疲劳性能和抗应力腐蚀等优点。2524铝合金在1995研制成功。该合金是一种新的飞机蒙皮材料,被广泛应用于飞机制造。本论文首先对2524铝合金板材轧制成形展开研究分析,研究了不同热轧工艺参数对2524铝合金组织及力学性能影响,随后开展了2524铝合金力学行为的研究,其中包括热处理制度研究、热稳定性研究及疲劳性能研究。通过金相显微镜、维氏硬度计、拉伸实验机、疲劳实验机等检测设备,得出以下结论:(1)板材成形宏观观察,以400℃热轧最优,整个板材开裂极少且开裂处均在板材边缘,350℃热轧板材开裂处较多,且裂纹有向板材中心延伸趋势,300℃热轧板材在轧制过程中总变形量达到73%时出现严重开裂,低于300℃的热轧实验均在轧制前期或中期过程中严重碎裂,实验未能顺利进行。(2)2524铝合金经过轧制变形后,铸态组织完全消失,晶粒得到明显细化,沿着轧制方向被拉长拉细,晶粒度等级越来越高。晶内分布着许多细小的第二相,第二相在晶界处较大,沿热轧方向呈定向排列。(3)2524铝合金经过400℃热轧和T6热处理后,抗拉强度达到485MPa,伸长率13.5%。通过综合分析得出,2524铝合金适宜的热轧温度为400℃。(4)通过对板材组织及力学性能综合分析得出,2524铝合金适宜的热处理制度为:490℃/1h固溶+190℃/22h时效。(5)随着热暴露温度的升高,2524铝合金硬度波动性越大;在热暴露初期,合金抗拉强度不断下降并在100h后趋于稳定,而伸长率则不断提高并在150h后趋于稳定。(6)2524铝合金在100MPa下具有较好的疲劳强度;合理的固溶时效制度可以提高合金疲劳寿命;短时间的热暴露有利于增强合金疲劳性能而长时间的热暴露则会降低合金疲劳寿命。
【关键词】：2524Al 热轧 显微组织 力学性能 热处理 热暴露 疲劳
【学位授予单位】：广西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG339
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-20
• 1.1 铝合金的分类9
• 1.2 2XXX系铝合金和2524铝合金的发展及应用9-11
• 1.2.1 2xxx系铝合金的发展及现状9-10
• 1.2.2 2 系铝合金的合金元素及其相组成10
• 1.2.3 2524铝合金的发展及应用10-11
• 1.3 铝合金轧制技术及其研究现状11-13
• 1.3.1 铝合金轧制技术介绍11
• 1.3.2 铝合金热轧的特点及其技术发展11-13
• 1.4 铝合金轧制原理简介13-17
• 1.4.1 简单轧制与轧制过程的建立13-14
• 1.4.2 轧制过程的建立14-17
• 1.5 选题意义及主要研究内容17-20
• 1.5.1 选题意义17
• 1.5.2 主要研究内容17-20
• 第二章 实验方案20-27
• 2.1 实验材料20
• 2.2 均匀化退火实验20
• 2.3 热轧实验20-22
• 2.4 板材力学性能22-25
• 2.4.1 拉伸实验22-23
• 2.4.2 硬度测试23
• 2.4.3 疲劳性能测试23-25
• 2.5 显微组织观察25
• 2.6 热处理制度研究25
• 2.7 x射线物相分析25-26
• 2.8 热稳定性测试26-27
• 第三章 2524铝合金热轧工艺研究27-38
• 3.1 热轧实验工艺制度的研究27-29
• 3.1.1 轧制实验方案及技术路线27-28
• 3.1.2 铸锭均匀化退火实验28-29
• 3.2 实验结果与分析29-37
• 3.2.1 均匀化退火对2524铝合金组织及性能影响29-31
• 3.2.2 热轧温度对2524铝合金板材裂变倾向的影响31-33
• 3.2.3 不同轧制工艺对合金微观组织的影响33-36
• 3.2.4 不同轧制工艺对合金力学性能影响36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第四章 2524铝合金热处理制度研究38-54
• 4.1 2524铝合金固溶时效处理制度研究38-42
• 4.1.1 固溶温度对合金组织及性能影响38-39
• 4.1.2 固溶时间对合金组织及性能影响39-41
• 4.1.3 时效温度及时间对合金组织及性能影响41-42
• 4.2 2524铝合金固溶时效后力学性能研究42-44
• 4.2.1 拉伸力学性能研究42-44
• 4.3 分析与讨论44-47
• 4.3.1 固溶处理制度分析与讨论44-45
• 4.3.2 时效处理制度分析与讨论45-47
• 4.4 2524铝合金热稳定性研究47-52
• 4.4.1 热暴露对合金显微组织的影响48-49
• 4.4.2 热暴露对合金力学性能影响49-52
• 4.4.3 分析与讨论52
• 4.5 本章小结52-54
• 第五章 2524铝合金疲劳性能研究54-61
• 5.1 加载应力对疲劳寿命的影响54-56
• 5.1.1 实验方案54
• 5.1.2 实验结果与分析54-56
• 5.2 热处理制度对疲劳寿命的影响56-58
• 5.2.1 实验结果56-57
• 5.2.2 分析与讨论57-58
• 5.3 热暴露对合金疲劳寿命的影响58-60
• 5.3.1 实验结果58-59
• 5.3.2 分析与讨论59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 结论61-62
• 参考文献62-64
• 发表论文和参加科研情况说明64-65
• 致谢65

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1 林肇琦,孙贵}，

本文编号：896572