陶瓷颗粒/Al合金复合孕育剂对7xxx系列铝合金变质细化机理的研究

摘要

7xxx系(Al-Zn-Mg-Cu)超高强铝合金以其轻质、高强、高韧、耐腐蚀等优良特性被广泛应用于航空航天领域，是最重要的工程材料之一。本文对新型孕育剂、7xxx铝合金的合金成分、热处理工艺的优化、微观组织的表征以及其力学性能进行了研究。
　　本次研究中，通过对传统的Al-5Ti-1B合金进行了成分的改良和制备工艺的优化，制备了包含TiB2、Al3Ti颗粒的Al3Ti-TiB2/Al复合孕育剂。TiB2和Al3Ti颗粒是良好的形核核心，这种新型孕育剂同传统的Al-5Ti-1B合金相比具有更好的细化效果，这种孕育剂可以将纯铝晶粒细化到150μm左右。以Cu元素含量作为变量设计了两种成分不同的Al-Zn-Mg-Cu合金，将制备好的孕育剂对Al-Zn-Mg-Cu合金进行了细化处理，优化了热处理工艺，检测和分析了各个阶段合金的微观组织。
　　对Al-Zn-Mg-Cu合金进行了力学性能测试，合金硬度达到211 HV左右，抗拉强度达到758 MPa左右，延伸率为7％左右，获得了非常优良的力学性能。通过理论的计算与分析研究了细化与强化的机理，体现出了微观与宏观的对应。

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第一章 绪论

1.1 铝合金的发展与选题背景

1.2 7xxx系铝合金的研究现状

1.3 7xxx系铝合金的热处理工艺

1.4 铝合金晶粒细化剂的研究现状

1.5 本课题研究的意义及主要内容

第二章 实验材料、设备和方法

2.1 实验材料与设备

2.2 实验方法

2.3 组织表征与性能检测

第三章 孕育剂和Al-Zn-Mg-Cu基体合金的研究

3.1 Al-Ti-B孕育剂的研究

3.2 Al-Zn-Mg-Cu基体合金的研究

3.3 本章小结

第四章 孕育剂细化和强化效果的研究

4.1 纯铝细化效果的研究

4.2 Al-Zn-Mg-Cu合金细化效果的研究

4.3 Al-Zn-Mg-Cu合金热处理后的组织检测与表征

4.4 Al-Zn-Mg-Cu合金的性能测试

4.5 本章小结

第五章 细化机理和强化机理的研究

5.1 纳米孕育细化

5.2 热处理工序中的固溶强化和弥散强化

5.3 Cu元素在Al-Zn-Mg-Cu合金中的作用机理

5.4 微观与宏观的对应

5.4 本章小结

第六章 结论

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢