受控擴散凝固制備7075鋁合金微觀組織及力學性能研究.pdf

1、7075鋁合金屬于Al-Zn-Mg-Cu系高強度變形鋁合金，主要應用于航空航天領域。但7075鋁合金鑄錠的宏觀偏析和熱裂傾向嚴重，塑性加工也較為困難。通過細化晶粒可以改善鋁合金鑄錠組織的偏析、減少鑄件的熱裂傾向和提高塑性變形能力。由于受控擴散凝固制備的漿料初生α-Al具有細小均勻的非枝晶形態(tài)，因而其補縮效果好，從而可以減小熱裂和縮松等缺陷的生成。并且受控擴散工藝簡單，對于降低7系鋁合金生產(chǎn)成本，提高鑄件質(zhì)量有重大的意義。本文采用受控擴散

2、凝固的方法來制備7075鋁合金，研究了不同母合金成分（混合比）與不同混合溫度對7075鋁合金凝固組織中初生α-Al相尺寸形貌及分布的影響，并進一步研究了CDS技術和傳統(tǒng)鑄造技術對7075鋁合金凝固組織中初生α-Al相和共晶相的形貌以及合金元素在各相中的分布，然后對不同參數(shù)制成的標準試樣進行拉伸測試，并觀察斷口的微觀形貌。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴當母合金混合比例為1:1且澆鑄溫度為637℃時，混合后能夠得到最佳的合金組織，其初生

3、α-Al平均尺寸達到91.70μm，形狀因子達到2.56。相同混合溫度下Al-Zn-Mg-Cu母合金中Zn-Mg-Cu含量越低細化效果越好。在相同混合成分和混合比澆鑄時，混合溫度越低其初生α-Al越細小圓整。⑵采用CDS技術制備得到的7075鋁合金縮松和縮孔較少，其生成的初生α-Al相為類球狀組織，并且比傳統(tǒng)鑄造的晶粒尺寸小。⑶傳統(tǒng)鑄造中各元素的含量在晶粒與晶界處有明顯的變化，而CDS中各元素的含量在晶粒與晶界處變化比較平緩。Zn、Mg

4、和Cu元素的原子在第二相粒子和共晶組織中有明顯的富集現(xiàn)象。其中Cu的偏析最嚴重，Zn元素偏析次之，Mg的偏析最小。⑷傳統(tǒng)鑄造共晶組織形貌以層片狀為主，而CDS中的共晶組織中有大量的棒條狀共晶。含有大量棒條狀共晶組織的CDS試樣其抗拉強度和延伸率相比傳統(tǒng)鑄造的試樣均有所提高。⑸當采用CDS技術時，所有的試樣的組織的初生α-Al相的平均晶粒尺寸和形狀因子都小于傳統(tǒng)鑄造的，隨著平均晶粒尺寸和形狀因子的減小，試樣的抗拉強度增大。⑹鋁合金斷裂按照