含鈧輕質(zhì)高強鋁合金的熱處理和變形工藝及其性能研究.pdf

1、稀土元素鈧（Sc）被認為是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最有效的變質(zhì)劑，對鋁合金具有細化晶粒、抑制再結(jié)晶和彌散強化的作用。作為新一代高性能鋁合金， Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金受到了國內(nèi)外研究人員的廣泛關注。但是，該合金制備成本高，力學性能難以兼?zhèn)涓咚苄耘c高強度，使其應用受到了限制。因此對Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金的成分和工藝進行優(yōu)化以期降低成本、提高其綜合性能具有重要的研究價值。
　　本文設計并制備了超高強Al-Zn-Mg

2、-Cu-Sc-Zr合金，研究了均勻化處理（溫度、時間、冷卻方式）、熱擠壓工藝（擠壓溫度、擠壓比）對合金組織和性能的影響，同時分析了合金在時效過程中組織和性能的變化規(guī)律并探討了其強化機制。結(jié)果表明：
　　Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金的最佳均勻化處理參數(shù)為470℃/1h并水冷。經(jīng)此處理后，鑄錠中非平衡共晶相（MgZn2）被消除，各合金元素分布趨于均勻。實驗結(jié)果與動力學計算結(jié)果基本吻合。
　　熱擠壓使合金晶粒明顯細化，約

3、為鑄態(tài)晶粒尺寸的十分之一，從而顯著提高了材料的力學性能。本研究提出了直接成型工藝，即：將鑄態(tài)合金在470℃下均勻化處理1h后直接熱擠壓。該工藝使合金在保持較高綜合力學性能的同時，其工藝周期顯著縮短，有效降低了能耗。
　　時效工藝（時效溫度、時效時間）對Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金的組織與性能有重要影響：隨著時效溫度升高，合金峰值硬度增大，并且達到峰值所需時間縮短；合金在時效過程中伴隨著GP區(qū)和η’相的形成，從而增加了材料