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7475高强铝合金热处理的研究

作　者: 杨孝鹤
导　师: 赵刚；田妮
学　校: 东北大学
专　业: 材料学
关键词: 高强铝合金 半连续铸锭 均匀化处理 固溶处理 时效处理
分类号: TG166.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要


本研究工作的目的是针对国产7475高强铝合金中厚板强度和抗剥落腐蚀经常不能同时满足要求的问题,采用力学性能、电导率和抗剥落腐蚀性能的测定以及光学金相显微镜、扫描电镜和透射电镜组织观察和微区能谱分析等手段,对国产7475高强铝合金半连续铸锭均匀化处理、热轧板的固溶处理以及预拉伸板的时效处理进行研究,优化该合金生产过程的几个主要热处理条件,为建立高纯7475高强铝合金板材生产的合适的全程热处理工艺奠定基础。研究结果表明：(1)国产7475合金半连续铸锭中存在的478℃开始熔化的低熔点产物在465℃保温12h即可基本消失,但同时部分转变成约489℃开始熔化的S相(Al2CuMg),该S相可通过在465℃保温48h或多级高温均匀化处理基本消除。常规工业生产的均匀化处理锭坯的组织中仍存在大量残留相S相(Al2CuMg)。(2)在465℃×24h均匀化处理的基础上随炉升温再进行485℃×10h的第二级均匀化处理对合金性能略有影响,在此双级均匀化处理的基础上再进行500℃×2h的第三级高温均匀化处理对锭坯的晶粒尺寸影响不大,略有提高合金的强度作用,但合金的电导率略有降低。合适的均匀化制度为465℃×24h↗(3h)→485℃×10h↗(3h)→500℃×2h。(3)经工厂常规均匀化处理后的铸锭热轧成15mm厚的板材中仍存在少量478℃熔化的低熔点产物和较多的对应489℃左右熔化的产物,因此热轧板的最初固溶处理温度应低于470℃；18mm厚的热轧板存在489℃开始熔化的低熔点产物,固溶处理温度达到489℃板材将发生过烧。(4)15mm和18mm厚合金热轧板在470℃固溶处理时间保温时间从1h至5h,最初1h左右可明显提高合金的强度,随后再延长保温时间对力学性能影响不大。固溶处理时间延长至5h,合金中仅剩下含Fe的结晶相未溶解,板材再结晶并不充分,其组织仍呈现出纤维状的特征。首先在固溶处理温度加热空冷再进行第二次常规的固溶处理及多级高温固溶处理合金的强度没有不利的影响。合适的固溶制度为470℃×1h～2h。(5)18mm厚预拉伸板进行双级时效时,第一级时效温度和时间对合金的性能的影响不大,但第二级时效温度及时间显著影响合金性能,必须严格控制第二级时效温度和时间。当第一级时效为107℃×7h,第二级时效温度为163℃～160℃时,对应的第二级时效时间应在12～16h之间。当第二级时效温度为160℃时,其第二级时效时间应达到16h,才能使剥落腐蚀程度小于EB级。合适的时效制度为107℃×12h+163℃×12h。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第1章 绪论  10-21
  1.1 AlZnMgCu高强铝合金的发展  10-14
    1.1.1 国外AlZnMgCu高强铝合金的发展  10-13
    1.1.2 国内AlZnMgCu高强铝合金的发展  13-14
  1.2 AlZnMgCu高强铝合金的杂质元素  14
  1.3 AlZnMgCu高强铝合金的热处理  14-16
    1.3.1 AlZnMgCu高强铝合金的均匀化处理  14-15
    1.3.2 AlZnMgCu高强铝合金的固溶处理  15
    1.3.3 AlZnMgCu高强铝合金的时效处理  15-16
  1.4 7475高强铝合金的研究  16-20
  1.5 本课题研究的意义  20-21
第2章 实验方法  21-26
  2.1 实验用材料  21
  2.2 实验方法  21-25
    2.2.1 热处理  21-22
    2.2.2 试样制备及实验方法  22-25
  2.3 实验设备  25-26
第3章 铸锭均匀化热处理  26-49
  3.1 半连续铸锭的铸态组织  26-30
    3.1.1 合金铸态组织及相分析  26-29
    3.1.2 合金铸锭的DSC分析  29-30
  3.2 合金铸锭均匀化处理的研究  30-48
    3.2.1 半连续铸锭工厂常规均匀化处理  30-32
    3.2.2 合金铸锭均匀化处理的研究  32-48
  3.3 小结  48-49
第4章 热轧板的固溶处理  49-69
  4.1 合金热轧板的过烧温度的分析  49-53
  4.2 合金热轧板固溶处理  53-68
    4.2.1 15mm厚热轧板固溶处理  53-61
    4.2.2 18mm厚热轧板固溶处理  61-68
  4.3 小结  68-69
第5章 预拉伸板的双级时效处理  69-84
  5.1 第二级时效温度和时间的影响  70-71
    5.1.1 第二级163℃时效  70
    5.1.2 第二级160℃时效  70-71
  5.2 第一级向第二级时效加热速度的影响  71-76
    5.2.1 由第一级时效温度4小时内加热到第二级时效温度  72-75
    5.2.2 由第一级时效温度8小时内加热到第二级时效温度  75-76
  5.3 第一级时效制度的影响  76-83
  5.4 小结  83-84
第6章 结论  84-85
参考文献  85-89
致谢  89

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 热处理 > 有色金属及其合金的热处理 > 铝及其合金的热处理
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