AL-Zn-Mg鋁合金空心型材的擠壓及熱處理工藝研究.pdf

1、國內(nèi)對高速出行的迫切需求極大地刺激了國內(nèi)高速軌道列車的相關(guān)研究。7N01合金因其兼具中高強(qiáng)度、良好的焊接性能和抗腐蝕性能等綜合性能，最早由日本研制開發(fā)，廣泛地應(yīng)用于國內(nèi)外高速列車車體上。目前國內(nèi)對7N01的研究尚處于初級(jí)階段，許多在車體運(yùn)行過程中出現(xiàn)的實(shí)際問題沒能得到系統(tǒng)理論的解釋。因此，系統(tǒng)地開展7N01合金制備工藝對其力學(xué)性能及抗應(yīng)力腐蝕性能影響的機(jī)理研究，不僅為合金的實(shí)際生產(chǎn)提供理論依據(jù)，同時(shí)可為車體運(yùn)行中出現(xiàn)的實(shí)際問題提供理論解

2、釋。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　(1)7N01板材經(jīng)不同擠壓工藝處理后微觀組織與性能存在較大的差異。低擠壓比板材的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度顯著大于高擠壓比板材。高擠壓比板材內(nèi)為細(xì)小且均勻的等軸再結(jié)晶晶粒，低擠壓比板材內(nèi)存在大量粗大的亞結(jié)構(gòu)。擠壓過程中變形程度的差異是導(dǎo)致不同擠壓比下板材的力學(xué)性能差異以及未溶結(jié)晶相尺寸和分布差異的主要原因。
　　(2)兩種時(shí)效制度下獲得的不同微觀組織引起了宏觀性能的顯著差異。經(jīng)人工時(shí)效處理后

3、可獲得明顯優(yōu)于經(jīng)自然時(shí)效處理后的微觀組織。自然時(shí)效過程中晶內(nèi)主要析出的為GP區(qū);而人工時(shí)效處理后的試樣晶內(nèi)析出的主要為細(xì)小彌散的GP區(qū)和η'相，且晶界析出相斷續(xù)分布，其PFZ寬度約為20-25nm，表現(xiàn)出更好的力學(xué)性能和抗應(yīng)力腐蝕性能。
　　(3)雙級(jí)時(shí)效可顯著調(diào)控7N01鋁合金的硬度和電導(dǎo)率。一級(jí)時(shí)效制度對合金硬度和電導(dǎo)率的影響不大。在一級(jí)時(shí)效的基礎(chǔ)上進(jìn)行二級(jí)時(shí)效，隨著二級(jí)時(shí)效時(shí)間的延長，合金的硬度先上升后下降，電導(dǎo)率一直上升。

4、二級(jí)時(shí)效溫度越高，合金的硬度越低，過時(shí)效速率越快，但電導(dǎo)率越高。7N01最佳的時(shí)效工藝為105℃/12h+150℃/8h。此時(shí)合金的硬度、電導(dǎo)率和抗拉強(qiáng)度分別為123HV、36.3％IACS、375.8MPa。
　　(4)擠壓溫度差異是造成其宏觀性能差異的主要原因。經(jīng)420℃和450℃擠壓后，7N01鋁合金焊合區(qū)的沖擊韌性相對正常區(qū)分別降低約為26.7％和21％，兩批材料不同區(qū)域的撕裂強(qiáng)度(TS)的損失率較低，分別為5.9％和7.