时效强化型Al-Mg-Zn合金组织性能研究及工艺优化
发布时间：2024-06-08 03:39
随着时效强化型Al-Mg-Zn合金的开发,Al-Mg系列合金的强度得到了极大的提升。作为新开发的合金体系,其强化机制和腐蚀机制尚不明确,因此在合金性能的进一步开发上仍然存在很大的障碍。本课题以Al-Mg-3.0Zn(wt%)铝合金为基础,通过改变合金中Mg元素的含量(3.5-5.6wt%)研究了 Mg含量变化对合金微观组织、力学性能及腐蚀性能的影响,并以此为基础对该时效强化型铝合金的强化机制与腐蚀机制分别展开了研究。同时,优化设计了该系列合金的制备工艺,使合金获得了更优的综合性能。课题分别对不同Mg含量下合金的晶界强化机制、固溶强化机制以及析出强化机制进行了对比研究。研究结果表明,该系列合金的屈服强度主要是由析出强化所贡献的。由于晶内析出相的形貌、尺寸、数量和分布等特性几乎不随Mg含量的变化而改变,因此随着Mg含量的变化,析出强化的强化效果也没有发生明显的变化。不同合金之间强度的变化主要取决于Mg原子固溶强化效应的改变:随着Mg含量的降低,Mg溶质原子在合金基体中的固溶度也降低,导致固溶强化效果被减弱。由于合金的晶粒尺寸随着Mg含量的降低而增大,合金晶界强化效果也随之降低,但是它对强度...
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 时效强化型Al-Mg-Zn合金
2.2 时效强化型Al-Mg-Zn合金的合金化
2.3 铝合金的强化机制
2.3.1 晶界强化
2.3.2 固溶强化
2.3.3 析出强化
2.3.4 形变强化
2.3.5 强化效果迭加
2.4 铝合金的腐蚀机制
2.4.1 点腐蚀
2.4.2 晶间腐蚀
2.4.3 剥落腐蚀
2.4.4 应力腐蚀开裂
2.5 形变热处理工艺概述
2.5.1 铝合金的形变热处理
2.5.2 铝合金形变热处理的分类
2.6 本课题研究工作
2.6.1 研究目的和意义
2.6.2 研究方案
2.6.3 研究内容
3 实验材料和方法
3.1 实验原材料
3.2 合金板材制备
3.2.1 熔炼铸造
3.2.2 铸锭均匀化热处理
3.2.3 铸锭热轧、再结晶退火和冷轧
3.2.4 板材固溶、时效处理
3.3 微观组织分析与性能检测
3.3.1 微观组织分析
3.3.2 性能检测
4 时效强化型Al-Mg-Zn合金的制备工艺及其强化机制研究
4.1 合金成分设计
4.2 时效强化型Al-Mg-Zn合金的关键热处理工艺
4.2.1 均匀化热处理工艺
4.2.2 固溶处理工艺
4.2.3 人工时效工艺
4.3 时效强化型Al-Mg-Zn合金的强化机制
4.3.1 时效强化型Al-Mg-Zn合金的强度
4.3.2 晶界强化
4.3.3 固溶强化
4.3.4 析出强化
4.3.5 时效强化型Al-Mg-Zn合金的强化机制
4.4 时效强化型Al-Mg-Zn合金的塑性
4.5 本章小结
5 时效强化型Al-Mg-Zn合金的腐蚀机制
5.1 晶间腐蚀性能及机制
5.1.1 Mg元素对晶间腐蚀性能及晶界析出相的影响
5.1.2 Mg元素对晶界特征分布的影响
5.1.3 时效强化型Al-Mg-Zn合金的晶间腐蚀机制
5.2 剥落腐蚀性能及机制
5.3 应力腐蚀开裂性能及机制
5.4 本章小结
6 时效强化型Al-Mg-Zn合金的最终形变热处理
6.1 最终形变热处理对Al-Mg-Zn合金组织性能的影响
6.2 最终形变热处理工艺参数对合金组织性能的影响
6.2.1 变形工艺对合金组织性能的影响
6.2.2 终时效温度对T相析出及合金性能的影响
6.2.3 FTMT加工次序对合金力学性能的影响
6.3 Mg元素含量对Al-Mg-Zn合金FTMT的影响
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3991398
【文章页数】：148 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
2.1 时效强化型Al-Mg-Zn合金
2.2 时效强化型Al-Mg-Zn合金的合金化
2.3 铝合金的强化机制
2.3.1 晶界强化
2.3.2 固溶强化
2.3.3 析出强化
2.3.4 形变强化
2.3.5 强化效果迭加
2.4 铝合金的腐蚀机制
2.4.1 点腐蚀
2.4.2 晶间腐蚀
2.4.3 剥落腐蚀
2.4.4 应力腐蚀开裂
2.5 形变热处理工艺概述
2.5.1 铝合金的形变热处理
2.5.2 铝合金形变热处理的分类
2.6 本课题研究工作
2.6.1 研究目的和意义
2.6.2 研究方案
2.6.3 研究内容
3 实验材料和方法
3.1 实验原材料
3.2 合金板材制备
3.2.1 熔炼铸造
3.2.2 铸锭均匀化热处理
3.2.3 铸锭热轧、再结晶退火和冷轧
3.2.4 板材固溶、时效处理
3.3 微观组织分析与性能检测
3.3.1 微观组织分析
3.3.2 性能检测
4 时效强化型Al-Mg-Zn合金的制备工艺及其强化机制研究
4.1 合金成分设计
4.2 时效强化型Al-Mg-Zn合金的关键热处理工艺
4.2.1 均匀化热处理工艺
4.2.2 固溶处理工艺
4.2.3 人工时效工艺
4.3 时效强化型Al-Mg-Zn合金的强化机制
4.3.1 时效强化型Al-Mg-Zn合金的强度
4.3.2 晶界强化
4.3.3 固溶强化
4.3.4 析出强化
4.3.5 时效强化型Al-Mg-Zn合金的强化机制
4.4 时效强化型Al-Mg-Zn合金的塑性
4.5 本章小结
5 时效强化型Al-Mg-Zn合金的腐蚀机制
5.1 晶间腐蚀性能及机制
5.1.1 Mg元素对晶间腐蚀性能及晶界析出相的影响
5.1.2 Mg元素对晶界特征分布的影响
5.1.3 时效强化型Al-Mg-Zn合金的晶间腐蚀机制
5.2 剥落腐蚀性能及机制
5.3 应力腐蚀开裂性能及机制
5.4 本章小结
6 时效强化型Al-Mg-Zn合金的最终形变热处理
6.1 最终形变热处理对Al-Mg-Zn合金组织性能的影响
6.2 最终形变热处理工艺参数对合金组织性能的影响
6.2.1 变形工艺对合金组织性能的影响
6.2.2 终时效温度对T相析出及合金性能的影响
6.2.3 FTMT加工次序对合金力学性能的影响
6.3 Mg元素含量对Al-Mg-Zn合金FTMT的影响
6.4 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
参考文献
作者简历及在学研究成果
学位论文数据集
本文编号：3991398
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