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变形铝合金表面晶粒超细化研究

作　者: 樊新波
导　师: 尹志新
学　校: 广西大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 铝合金表面晶粒超细化滚压腐蚀
分类号: TG146.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

通过累积滚压塑性变形方法在5052铝合金表面形成具有一定厚度的超细晶组织。采用金相显微镜,X—射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）等测试设备对表层变形层的组织结构进行系统分析,利用显微硬度试验机测试了表面层不同深度的硬度分布。探讨了滚压条件对5052铝合金组织与性能的影响。主要研究结果如下:1、铝合金5052经过表面累积滚压处理后,表层形成了超细晶粒,随着滚压条件（滚压压力、滚压速度、滚压时间）参量值的增加,晶粒尺寸呈现先下降,再上升到某一值后趋于平稳的趋势,有动态再结晶现象发生。X-射线测试表明,滚压后,最小晶粒平均尺寸约为32nm,表面层的平均微观应变约0.015%左右。2、铝合金5052随着滚压参数压力、速度和时间的增加,变形层的厚度增加,变形层最厚可以达到2250μm。3、表面累积滚压处理5052合金表层晶粒细化导致硬度明显增大,随着滚压参数压力的增加,表面显微硬度增加并趋于稳定;随着滚压参数时间的增加,表面显微硬度先增加后下降;随着滚压参数速度和压力的增加,表面显微硬度增加,增加到某一值趋于较稳定;动态再结晶使表层晶粒尺寸增加但表层显微硬度并没有因此而下降。表面显微硬度大约为HV_0.05120,比原始硬度提高了2倍以上,随距离表面深度增加,硬度值减小,直至原始组织硬度。4、铝合金5052经过累积滚压处理后,晶粒细化促使金属表面钝化能力增加,在仿海水模拟实验中,平均腐蚀率降低了1/3。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第一章绪论  11-28
  1.1 引言  11
  1.2 铝合金概述  11-16
    1.2.1 铝合金的发展及应用概况  11-12
    1.2.2 铝合金的分类  12-15
    1.2.3 铝合金的强化途径  15
    1.2.4 5052铝合金  15-16
  1.3 超细晶材料  16-21
    1.3.1 纳米及超细晶材料发展概述  16-18
    1.3.2 超细晶材料的性能  18-20
    1.3.3 超细晶材料的应用现状  20-21
  1.4 表面纳米化技术的发展现状  21-24
    1.4.1 纳米表面工程  21-22
    1.4.2 实现表面纳米化的三条途径  22-23
    1.4.3 金属表面纳米化的发展  23-24
  1.5 超细晶材料的腐蚀性能  24-26
  1.6 课题来源及主要研究内容  26
  1.7 课题研究意义  26-28
第二章滚压条件对5052铝合金显微组织的影响  28-46
  2.1 引言  28
  2.2 滚压实验装置  28-29
  2.3 试验材料与试样制备  29-31
  2.4 滚压处理方案  31-32
  2.5 实验方法与过程  32-37
    2.5.1 金相显微组织观察  32-34
    2.5.2 X-射线衍射分析  34-35
    2.5.3 试样原始晶粒度的测量  35-36
    2.5.4 残余应力的测定  36-37
  2.6 试验结果  37-41
    2.6.1 显微组织  37-39
    2.6.2 X-射线衍射晶粒测量结果  39-40
    2.6.3 X-射线衍射表面应力测量结果  40-41
  2.7 结果分析与讨论  41-45
    2.7.1 组织特征分析  41-42
    2.7.2 X-射线衍射表面应力结果分析  42
    2.7.3 滚压压力对材料表面晶粒尺寸的影响  42-43
    2.7.4 滚压时间对材料表面晶粒尺寸的影响  43-44
    2.7.5 滚压速度对材料表面晶粒尺寸的影响  44-45
  2.8 结论  45
  2.9 本章小结  45-46
第三章滚压条件对5052铝合金表面硬度分布及其变形层深度的影响  46-58
  3.1 引言  46
  3.2 试验方法  46
  3.3 实验结果  46-52
    3.3.1 不同滚压压力下硬度测量结果  47-49
    3.3.2 不同滚压时间下硬度测量结果  49-50
    3.3.3 不同滚压速度下硬度测量结果  50-52
  3.4 结果分析与讨论  52-56
    3.4.1 滚压压力对5052铝合金硬度的影响  52-53
    3.4.2 滚压时间对5052铝合金硬度的影响  53
    3.4.3 滚压速度对5052铝合金硬度的影响  53-54
    3.4.4 5052铝合金变形层的弹塑性理论分析  54-56
  3.5 结论  56-57
  3.6 本章小结  57-58
第四章滚压条件对5052铝合金耐仿海水腐蚀的影响  58-77
  4.1 引言  58
  4.2 铝及铝合金的腐蚀种类  58-62
  4.3 金属钝化的机理  62-64
  4.4 试验方法  64-66
  4.5 试验结果  66-74
    4.5.1 腐蚀动力学规律研究  66-69
    4.5.2 腐蚀形貌特征  69-71
    4.5.3 腐蚀产物成分  71-72
    4.5.4 物相分析  72-74
  4.6 结果分析与讨论  74-76
    4.6.1 腐蚀规律分析  74-75
    4.6.2 滚压条件对5052铝合金耐蚀性能的影响  75-76
    4.6.3 腐蚀产物分析  76
  4.7 结论  76
  4.8 本章小节  76-77
第五章结论  77-79
  5.1 实验总结  77-78
  5.2 展望  78-79
参考文献  79-86
致谢  86-87
攻读学位期间发表论文情况  87

变形铝合金表面晶粒超细化研究

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