合金化及回归热处理对7075铝合金组织及性能的影响

摘要

本文采用铸锭冶金法制备了Ti含量为0.00％、0.04％、0.08％、0.12％、0.17％、0.22％的7075铝合金，并在Ti含量为0.17％的基础上制备了Er含量为0.30％和w(Zn)/w(Mg)=4.5的7075铝合金，研究了不同Ti含量、稀土Er及不同Zn/Mg比对7075铝合金性能的影响。着重研究了回归热处理（RRA）对7075铝合金组织及性能的影响，并得出较优的热处理工艺参数。采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等分别分析了不同工艺下合金显微组织的变化，并研究了其强韧性能的变化。结果表明:
　　(1)7075铝合金中Ti元素含量为0.08％到0.17％时，合金显微组织均得到明显的细化，当含量为0.17％时，合金性能为最佳，合金中Al3Ti与Al基体有着良好的界面共格性，对合金微观组织起到较好的改善作用，在T6状态下抗拉强度为590MPa，屈服强度为545MPa，伸长率为11.2％，通过回归热处理(RRA)后，合金抗拉强度为623MPa，屈服强度为572MPa，伸长率为13.2％，合金性能达到了最优，试样断口为典型的韧窝断裂。
　　(2)7075铝合金中加入0.30％的稀土Er后合金晶粒明显改善，T6状态下合金抗拉强度为585MPa，屈服强度为528MPa，伸长率为8.5％，质量系数为724，其力学性能较不含Er合金分别提高了2.63％、2.33％、质量系数和伸长率下降;含0.30％Er合金经优化后的回归热处理(120℃/16h+180℃/10min+120℃/16h)后，抗拉强度为645MPa，屈服强度为603MPa，伸长率为11％，质量系数为801，其力学性能较T6状态下同比例含Er合金提高了10.26％、14.20％、29.41％和10.64％。
　　(3)7075铝合金中当w(Zn)/w(Mg)的值为4.5时，铸态合金晶界偏析较为严重，在T6状态下抗拉强度为650MPa，屈服强度为620MPa，伸长率为2.8％，合金力学性能大幅提高的同时塑性较低。优化后的RRA热处理工艺为465℃/2h+120℃/12h+190℃/5min+120℃/16h，通过RRA热处理后合金抗拉强度为727MPa，屈服强度为703MPa，伸长率达到8.3％，质量系数为865，很好的改善了合金的塑性，对生产及生活带来重大的意义。
　　(4)回归热处理对7075铝合金组织的改善主要是在较高温度短时回归阶段晶界粗大不连续相的形成，在大角度及小角度晶界上均趋于光滑，进而提高了合金的强韧性能。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 前言

1．2 超高强7xxx铝合金的发展状况

1．3 7xxx铝合金的成分及微观组织结构与性能的关系

1．3．1 7xxx铝合金的成分与性能

1．3．2 7xxx系铝合金的微观组织结构与性能

1．3．3 提高Zn／Mg值对7xxx铝合金的作用

1．4 热处理对7xxx铝合金的研究

1．4．1 铝合金均匀化

1．4．2 固溶工艺的研究

1．4．3 时效工艺的研究

1．5 课题研究内容、目的及意义

2 不同Ti含量及回归热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金的影响

2．1 实验

2．1．1 实验材料

2．1．2 实验内容

2．2 实验结果

2．2．1 含Ti量对7075铝合金组织的影响

2．2．2 含Ti量对7075铝合金力学性能的影响

2．3 分析与讨论

2．3．1 Ti元素对7075铝合金组织及性能的影响

2．3．2 RRA处理对含Ti的7075铝合金组织及性能的影响

2．4 本章小结

3 稀土Er及回归热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金的影响

3．1 前言

3．2 实验

3．2．1 实验材料

3．2．2 实验内容

3．3 实验结果

3．3．1 0．30％Er的加入对T6状态下7075铝合金力学性能的影响

3．3．2 不同回归温度对合金力学性能的影响

3．3．3 180℃下不同回归时间对合金力学性能的影响

3．4 分析与讨论

3．4．1 Er对7075合金组织及性能的影响

3．4．2 RRA处理对7075铝合金组织及性能的影响

3．4．3 不同回归热处理制度下断口形貌分析

3．5 实验结论

4 提高Zn／Mg及回归热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金的影响

4．1 实验

4．1．1 实验材料

4．1．2 实验内容

4．2 实验结果

4．2．1 10．8％Zn的加入对T6状态下7075铝合金力学性能的影响

4．2．2 不同回归温度对7075铝合金力学性能的影响

4．2．3 不同回归时间对7075铝合金力学性能的影响

4．2．4 190℃下不同预时效时间对7075铝合金力学性能的影响

4．3 分析与讨论

4．3．1 提高Zn／Mg对7075合金组织及性能的影响

4．3．2 RRA处理对10．8％Zn含量的7075铝合金组织及性能的影响

4．4 本章小结

5 结论

参考文献

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

致谢