三種鋁合金組織及阻尼性能研究.pdf

1、某些領(lǐng)域應(yīng)用的鋁合金不僅要求高的力學(xué)性能，為提高其隱蔽性、靈敏性及工作壽命，還要求具有一定的內(nèi)耗性能。論文通過組織觀察、力學(xué)性能及內(nèi)耗性能測(cè)試研究了三種鋁合金組織及內(nèi)耗性能特征。 作為高耐蝕性能和內(nèi)耗性能的Al-Mg-Mn系合金在艦船上應(yīng)用十分廣泛，論文第一部分研究了微量 Sc、Zr對(duì)Al-6.0 Mg-0.5 Mn合金各狀態(tài)(鑄態(tài)，均勻化退火態(tài)，冷加工態(tài)，退火態(tài))的組織、再結(jié)晶行為及內(nèi)耗性能的影響，得出的主要結(jié)論是：

2、(1)微量Sc、Zr(0.21Sc，0.15Zr)的加入顯著細(xì)化Al-6.0 Mg-0.5 Mn合金鑄態(tài)組織。形成的Al<,3>Sc<,1-x>Zr<,x>相在不同狀態(tài)具有不同的分布形態(tài)，且其對(duì)位錯(cuò)、晶界、亞晶界有強(qiáng)烈釘扎作用，從而穩(wěn)定Al-6.0 Mg-0.5 Mn合金組織，抑制合金再結(jié)晶。 (2)冷變形(變形率為54％)后經(jīng)250℃/2h退火處理的 Al-6.0Mg-0.5Mn-0.21Sc-0,15Zr合金的內(nèi)耗表現(xiàn)出非線

3、性特征，頻率越低，或溫度越高，合金內(nèi)耗越大。在頻率為 1Hz、應(yīng)變振幅為 4.6×10<'5>下，升溫Q<'-1> T曲線上在326℃產(chǎn)生內(nèi)耗峰，該峰是由軋制過程及250℃/2h 退火處理中產(chǎn)生的位錯(cuò)、細(xì)小的沉淀相 Al<,3>Sc<,1-x>Zr<,x>相互作用引起的，可由Al<,3>Sc<,1-x>Zr<,x>沉淀粒子與位錯(cuò)脫釘機(jī)制解釋。 (3)利用內(nèi)耗譜可設(shè)計(jì)熱處理工藝，經(jīng)嚴(yán)重冷變形(變形率為80％)的Al-6.0Mg-0

4、.5Mn-0.21Sc-0.15Zr 合金，在～430℃時(shí)產(chǎn)生再結(jié)晶內(nèi)耗峰，因此，以2℃/min速度從室溫升溫至～450℃，淬火后合金為細(xì)小且均勻分布的晶粒。 Al-Fe-Si系合金作為航空航天飛行器耐熱材料亦要求具有一定的內(nèi)耗性能，論文第二部分研究了噴射沉積 Al-3.3Fe-10.7Si 合金坯及其成型制品的組織及內(nèi)耗性能特征，研究了擠壓棒內(nèi)耗與韌性相互關(guān)系，得出的主要結(jié)論是： (1)Al-3.3Fe-10.7Si

5、合金沉積坯及其擠壓試樣在60～250℃出現(xiàn)內(nèi)耗峰，內(nèi)耗峰是由于晶界弛豫引起的，分布于晶界的 Al<,12>Fe<,3>

6、金內(nèi)耗峰高度隨退火時(shí)間延長基本不變。 (3)塑性較低的 Al-3.3Fe-10.7Si合金內(nèi)耗峰處亦出現(xiàn)韌性極值。在內(nèi)耗峰位置，晶界滑動(dòng)消耗振動(dòng)能，合金韌性高。 Al-Zn共析合金具有超塑性及高的內(nèi)耗性能，但Sc、Zr對(duì)Al-Zn合金組織、超塑性及內(nèi)耗性能的影響米見報(bào)道，論文第三部分研究了微量Sc、Zr對(duì)Al-Zn共析合金綢織、超塑性及內(nèi)耗性能的影響，主要結(jié)論是： (1)在20～250℃溫度范圍內(nèi)，微量Sc和Zr

7、(0.55wt.％Sc；0.25 wt.％Zr)顯著提高A1-Zn 共析合金的內(nèi)耗性能，穩(wěn)定合金室溫內(nèi)耗性能，使晶界內(nèi)耗峰峰高減小，峰位相對(duì)Al-Zn 共析合金向低溫移動(dòng)約 20K。Al<,3>(Sc、Zr)粒子強(qiáng)烈釘扎晶界，阻止晶界滑移及遷移，使晶界內(nèi)耗峰峰高減??；隨時(shí)間延長，基體晶粒粗化小，合金室溫內(nèi)耗穩(wěn)定性提高。 (2)Al～Zn 共析合金的晶界內(nèi)耗峰的激活能 104 kJ/mol 與 Al的晶界自、擴(kuò)散激活能101kJ/