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铸态7085铝合金淬火敏感性及其热模拟性能研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 国内外Al-Zn-Mg-Cu铝合金概述

1.1.1 国外Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的主要研究进程

1.3 Al-Zn-Mg-Cu铝合金热处理

1.3.1 均匀化

1.3.3 时效处理

1.1.2 国内Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的研究进程

1.2 7085铝合金研究现状

1.4 Al-Zn-Mg-Cu铝合金的主要元素及相组成

1.4.2 合金主要析出相与析出系列

1.5 高温变形行为模拟研究

1.6 论文的研究意义和主要内容

1.6.2 主要内容

第二章 合金的制备与性能检测

2.1.1 合金元素组成的相关研究(7085铸态铝合金)

2.1.2 熔炼

2.1.3 等温压缩模拟实验

2.2 性能检测和淬火敏感性

2.2.4 室温拉伸性能测试

2.3.2 扫描电镜观察

第三章 主合金元素对7085铝合金淬火敏感性的影响

3.1 实验合金材料及主合金元素含量

3.2 四种铸态合金微观组织观察分析

3.3.主合金元素含量对合金淬火敏感性的影响

3.3.1 Zn、Mg元素对合金淬火敏感性影响

3.3.2 Cu元素含量对合金淬火敏感性的影响

3.4 本章小结

第四章 均匀化制度对7085铝合金淬火敏感性影响

4.2 均匀化制度对7085铝合金分析的影响

4.2.1 不同时间下的单级均匀化处理后合金组织和性能

4.2.2 均匀化制度对实验合金试样T6时效硬度与电导率的测试分析

第五章 7085铝合金的热压缩行为

5.1 7085铝合金的真应力-真应变曲线

5.2 变形条件对7085铝合金流变应力的影响

5.2.2 应变速率对7085合金流变应力的影响

5.3 7085铝合金流变应力本构方程的建立与分析

5.3.1 7085铝合金流变应力本构方程的建立

5.3.2 激活能分析

5.4 变形条件对7085铝合金微观组织的影响

5.4.1 应变温度对7085铝合金微观组织的影响

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

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摘要

Al-Mg-Zn-Cu铝合金作为时效强化型的铝合金强度极限高达550N/mm2以上,1944年开始作为航天领域主要的结构材料之一。但是其性能跟固溶后淬火工艺有着直接的关系,本合金的元素含量较高,在厚板在进行淬火时因冷却速率的降低往往导致整体性能降低。为了提高厚板材料的综合性能,需要对合金的淬火敏感性能进行研究。
  本文利用光学显微镜,扫描电镜,硬度测试,电导率测试,DSC热分析、等温热压缩模拟等实验工具和方法,以铸态7085铝合金为研究对象确定主要合金元素的含量、热处理工艺参数,研究该合金高温流变行为,论文得到了以下结论。
  (1)主合金元素Zn、Mg、Cu对淬火敏感性的影响,发现了在保证Mg、Cu元素含量相近时,Zn元素含量的降低一定程度改善了合金淬火敏感性;Mg元素在1.12wt%~1.33wt%时是促进了合金慢速率淬火时得到更多的η相,同时促进了析出T相和S相,提高了合金的淬火敏感性;当随着含量继续增加至1.546wt%时,反而降低了合金淬火敏感性;Cu元素含量的提高可促进组织中S相的析出,提高了合金的淬火敏感性。因此为改善合金的综合性能时(良好的力学性能和淬火敏感性)时,Zn含量应当在7.8wt%附近,Mg含量在1.33wt%~1.57wt%,Cu元素的含量在合金范围下尽量降低,都有利于降低合金的淬火敏感性。
  (2)铸态7085铝合金的热模拟试验过程中具有稳态流变和动态软化的特征,铸态7085铝合金的热变形激活能为152.7KJ/mol,并且合适的均匀化制度可有效降低激活能的大小;当变形温度较低时,以动态回复为主;当变形温度较高时,以动态软化和动态再结晶为主。根据对实验合金微观组织观察,不同变形条件下,合金中晶粒尺寸、形状、大小都有很大差异,随着lnZ降低,晶粒沿着径向被逐渐拉长,析出相数目减少,再结晶晶粒长大。
  (3)采用慢速率升温的双级均匀化制度对于7085铝合金的淬火敏感性的改善效果较快速升温双级均匀化或单级均匀化制度明显,但会牺牲部分合金硬度。

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