学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Al-Cu-Mg-(Ag)合金的析出及变形行为研究

作　者: 李尧
导　师: 刘志义
学　校: 中南大学
专　业: 材料学
关键词: Al-Cu-Mg-(Ag)合金热压缩变形预拉伸变形力学性能剥落腐蚀双级时效析出 Ω相
分类号: TG146.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 117次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

2XXX系铝合金具有高比强度、优异的高温性能、良好的耐磨损性能及高耐损伤容限等特点,被广泛应用为航空航天结构材料。在高Cu/Mg比的Al-Cu-Mg合金中加入微量Ag能使合金析出一种新的时效强化相(Ω相),提高了该系合金的时效硬化能力、热稳定性和蠕变性能。论文主要研究了Al-Cu-Mg合金在高温热压缩变形过程中的变形特征、加工图和组织演变；探讨了预拉伸变形对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响机理；分析和讨论了Al-Cu-Mg-Ag合金中Ω相在不同温度时效的析出行为；并提出了一种能够提高Al-Cu-Mg-Ag合金冷变形板材室温和高温力学性能的双级时效工艺。获得如下结论：(1) Al-3.78Cu-1.67Mg合金的流变应力随应变增加而迅速增大至峰值。合金的峰值应力随应变速率增加和变形温度减少而增大。合金热变形行为可用双曲正弦形式的本构方程描述,其变形激活能为277.8kJ/mol。(2)适合Al-3.78Cu-1.67Mg合金轧制、挤压和锻造等热加工的变形工艺为变形温度为390-420℃,应变速率为0.1-1s-1。合金的主要软化机制在高Z值为动态回复；低Z值为连续动态再结晶。热变形过程中动态析出的Al3Zr和Al20Cu2Mn3粒子抑制动态再结晶,并提高合金的变形激活能。(3)随着预拉伸变形量的增大,Al-3.78Cu-1.67Mg合金自然时效态的硬度和屈服强度明显提高,而抗拉强度基本保持不变,延伸率显著下降。合金经10%预拉伸变形处理后,位错密度增大,晶粒的长宽比提高,其抗剥落腐蚀性能降低。(4) Al-4.66Cu-0.51Mg-0.52Ag合金在145-450℃时效1h均可析出Ω相。随着时效温度的提高,Ω相的尺寸增大；而Ω相的数量密度在200℃达到最大值。(5)双级时效热处理可显著提高Al-4.94Cu-0.43Mg-1.04Ag合金冷变形板材的硬度值。与传统的T8峰值时效态相比,合金双级时效峰值的抗拉强度和屈服强度可提高3-7%,而延伸率仍保持在较高水平。双级时效处理的第一级时效可有效地抑制θ′相的析出,并且能够降低合金中的位错密度；而第二级低温时效可获得更多细小均匀弥散分布的Ω相。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
第一章文献综述  9-27
  1.1 铝合金的发展与应用  9-10
  1.2 Al-Cu-Mg-(Ag)系合金  10-19
    1.2.1 Al-Cu-Mg-(Ag)合金的发展概述  10-12
    1.2.2 相图研究  12-13
    1.2.3 析出相及析出序列  13-19
  1.3 Al-Cu-Mg合金的性能  19-21
    1.3.1 常规力学性能  19-20
    1.3.2 剥落腐蚀性能  20-21
  1.4 Al-Cu-Mg-Ag合金的性能与Ω相析出行为  21-23
    1.4.1 合金成分  21-22
    1.4.2 热处工艺  22
    1.4.3 预变形  22-23
    1.4.4 外加应力  23
  1.5 金属的高温变形行为  23-25
    1.5.1 研究方法  23
    1.5.2 流变曲线与动态软化行为  23-24
    1.5.3 本构模型  24-25
  1.6 本文研究目的与研究内容  25-27
第二章实验过程及方法  27-31
  2.1 合金成分  27
  2.2 工艺路线  27-28
  2.3 性能测试  28-29
    2.3.1 硬度测试  28
    2.3.2 拉伸性能测试  28
    2.3.3 电导率测试  28-29
    2.3.4 热压缩试验  29
    2.3.5 剥落腐蚀试验  29
    2.3.6 极化曲线  29
  2.4 微观组织分析与表征  29-31
    2.4.1 热分析  29
    2.4.2 金相组织观察  29-30
    2.4.3 X射线测残余应力  30
    2.4.4 透射电子显微镜观察  30-31
第三章 Al-Cu-Mg合金的高温热变形行为研究  31-41
  3.1 前言  31
  3.2 实验材料与方法  31-32
  3.3 实验结果及讨论  32-40
    3.3.1 真应力-真应变曲线  32-33
    3.3.2 流变应力方程  33-35
    3.3.3 加工图  35-38
    3.3.4 热变形过程中的组织演变  38-40
  3.4 本章小结  40-41
第四章预拉伸变形对Al-Cu-Mg合金组织与性能影响  41-52
  4.1 前言  41
  4.2 实验材料与方法  41
  4.3 力学性能  41-43
    4.3.1 硬度  42
    4.3.2 室温拉伸性能  42-43
  4.4 剥落腐蚀性能  43-45
    4.4.1 剥落腐蚀的宏观形貌  43-44
    4.4.2 极化曲线  44-45
  4.5 显微组织观察  45-49
    4.5.1 DSC差热分析  45-46
    4.5.2 金相组织  46-47
    4.5.3 TEM观察  47-48
    4.5.4 XRD测残余应力  48-49
  4.6 分析与讨论  49-51
    4.6.1 预变形对合金的力学性能影响  49-50
    4.6.2 预变形对合金的抗剥落腐蚀性能影响  50-51
  4.7 本章小结  51-52
第五章 Al-Cu-Mg-Ag合金的时效析出行为研究  52-64
  5.1 前言  52
  5.2 时效温度对Q相析出的影响  52-57
    5.2.1 实验材料与方法  52
    5.2.2 硬度和电导率  52-54
    5.2.3 TEM观察  54-55
    5.2.4 分析与讨论  55-57
  5.3 Al-Cu-Mg-Ag合金双级时效研究  57-63
    5.3.1 实验材料与方法  57-58
    5.3.2 力学性能  58-59
    5.3.3 DSC差热分析  59-60
    5.3.4 TEM观察  60-61
    5.3.5 分析与讨论  61-63
  5.4 本章小结  63-64
第六章结论  64-65
参考文献  65-74
致谢  74-75
攻读硕士期间主要研究成果  75

Al-Cu-Mg-(Ag)合金的析出及变形行为研究

内容摘要

全文目录

相似论文