基于高壓扭轉(zhuǎn)變形的Al-Zn-Mg-Cu合金微觀組織及力學(xué)性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、Al-Zn-Mg-Cu合金作為新一代的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具有密度小、比強(qiáng)度高、韌性好、擴(kuò)散性能好、熱加工性能以及焊接性能優(yōu)異等特點(diǎn),被認(rèn)為是最有可能替代鋼、鐵的有色金屬材料。作為一種新型輕量化的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料,超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金在汽車工業(yè)、船舶工程、航空航天、國防軍工以及核工業(yè)等領(lǐng)域得到高度重視和廣泛應(yīng)用,尤其在航空工業(yè)領(lǐng)域,Al-Zn-Mg-Cu合金的用量已成為衡量現(xiàn)代航空工業(yè)先進(jìn)性的顯著標(biāo)志。
  本文結(jié)合Al-Zn-M

2、g-Cu合金的變形特點(diǎn),采用限制型高壓扭轉(zhuǎn)模具,在不同工藝參數(shù)(變形溫度、扭轉(zhuǎn)圈數(shù)、加載壓力)下對Al-Zn-Mg-Cu合金進(jìn)行高壓扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。采用多種現(xiàn)代材料表征技術(shù)(OM、EBSD和XRD)和相關(guān)定量計(jì)算理論,對不同工藝參數(shù)下變形后的試樣微觀組織、亞結(jié)構(gòu)(晶界特征及取向差)、晶粒取向、織構(gòu)、微觀應(yīng)變、位錯(cuò)密度等展開了深入研究。結(jié)果表明:高壓扭轉(zhuǎn)變形對Al-Zn-Mg-Cu合金微觀組織影響明顯,晶粒尺寸由21.7μm顯著細(xì)化到0.72μ

3、m,大角度晶界比例、位錯(cuò)密度明顯增加,織構(gòu)特征減弱,材料的各向異性減弱,組織均勻性增強(qiáng)。Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化程度高,微觀組織中存在大量的多元合金相,其形態(tài)、尺寸和分布對合金的性能具有重要影響。本文采用SEM、EDS和XRD技術(shù)對變形后合金中多元合金相的相組成、形貌、數(shù)量和分布進(jìn)行了深入研究,并對多元合金相回溶的微觀機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:變形溫度和扭轉(zhuǎn)圈數(shù)是影響多元合金相回溶的兩個(gè)關(guān)鍵因素,并對合金的相組成產(chǎn)生影響;高

4、壓扭轉(zhuǎn)變形過程中隨著變形溫度和扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的增加,合金中AlCu相消失,η(MgZn2)和θ(Al2Cu)所對應(yīng)的衍射峰強(qiáng)度降低,合金變形后主要由α(Al)+η(MgZn2)+θ(Al2Cu)相組成。
  此外,對變形試樣開展室溫下力學(xué)性能測試,研究高壓扭轉(zhuǎn)變形工藝參數(shù)對Al-Zn-Mg-Cu合金抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響規(guī)律,同時(shí)采用掃描電鏡對試樣斷口進(jìn)行掃描,對變形后合金的斷口形貌、微觀組織特征和斷裂機(jī)制進(jìn)行了深入分析。結(jié)果表明:高壓

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