稀土Y对7085铝合金铸态组织性能影响及热模拟研究

摘要

本文以7085铝合金为研究对象，通过添加不同量的稀土元素Y，制备RE-7085铝合金。利用OM、SEM、TEM和XRD等手段研究了RE-7085铝合金微观组织变化规律及铸态条件下的力学性能，并对实验结果进行了理论上的分析和讨论。采用等温热压缩模拟实验的方法，研究了该合金在不同温度、不同应变速率下流变行为，建立了高温流变模型，并确定了动态再结晶临界条件。主要研究成果如下:
　　7085铝合金微合金化结果表明:稀土元素Y能够明显细化7085铝合金的铸态组织，二次枝晶间距减小，使原来网状结构的第二相变成细条状和鱼骨状。同时，Y主要是与Al、Cu等在晶界上形成Al2Cu与Al3Y共晶化合物，沿晶界上聚集，沿枝晶分布。随着稀土元素Y的加入，可以明显提高7085铸态下铝合金的显微硬度和室温拉伸性能，却对合金的导电性能有不利影响。
　　RE-7085铝合金的热模拟实验结果表明:在压缩量为50％，变形温度为350℃-450℃，变速率为0.1s-1-5s-1条件下，合金表现出正的应变速率敏感性。其真应力-真应变曲线在应变速率较低而温度较高时（(ε)=0.1s-1，450℃）时，表现出明显动态再结晶特征;在应变速率较高时（(ε)=1s-1，(ε)=5s-1），表现出动态回复特征。本文RE-7085铝合金的变形激活能为175KJ/mol，根据热变形过程中的微观组织分析，说明稀土Y能明显抑制7085铝合金在高温变形过程中的动态再结晶过程中晶粒的长大;合金动态再结晶晶粒数目，随变形温度的升高和应变速率的降低而有所增加，但晶粒尺寸变化不大。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

引言

1．1 超高强铝合金在国内外的发展概况

1．2 铝合金的微合金化

1．2．1 改善铝合金综合性能的措施

1．2．2 铝合金的微合金化

1．3．1 稀土在合金中的应用

1．3．2 Y元素在铝合金中的研究

1．4 现代高温变形模拟研究

1．5 本文研究的目的及意义

1．6 本文研究的内容

2．1 实验方案

2．2 实验材料的制备

2．3 等温压缩模拟实验

2．3．1 实验材料的选用

2．3．2 实验的技术路线

2．3．2 实验工艺

2．4 合金性能检测

2．4．1 硬度测试

2．4．2 导电率测试

2．4．3 拉伸性能测试

2．5 显微组织观察和分析

2．5．1 金相组织观察

2．5．2 X射线衍射分析

2．5．3 扫描电镜观察以及能谱分析

2．5．4 透射电镜分析

引言

3．1 铸态微观组织

3．1．1 铸态组织金相观察

3．1．2 铸态组织的扫描电镜分析

3．1．3 铸态组织的XRD衍射分析

3．1．4 透射电镜分析

3．2 Y对7085合金性能的影响

3．2．2 合金的电导率

3．2．3 合金的拉伸强度

3．3 分析与讨论

3．3．1 Y在7085铝合金中的存在形式

3．3．2 稀土Y的细化机理分析

3．3．3 Y对7085铝合金力学性能影响

3．4 本章小结

第四章 RE-7085铝合金等温热压缩行为

引言

4．1 实验结果

4．1．1 RE-7085铝合金真应力-应变曲线

4．1．2 本构方程的建立

4．2 变形条件对组织的影响

4．2．1 应变温度对RE-7085铝合金微观组织影响

4．2．1 应变速率对RE-7085铝合金微观组织影响

4．3 分析与讨论

4．3．1 应变速率对铝合金流变应力的影响

4．3．2 变形温度对合金流变应力的影响

4．3．3 热变形过程中的激活能分析

4．3．4 动态再结晶临界条件

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

致谢