快速凝固7A09铝合金的制备_工艺及性能

摘要

快速凝固技术是当前材料科学与工程中研究比较活跃的领域之一，目前己经在许多方面显示出其优越性。快速凝固工艺制备的材料具有偏析形成倾向小、析出非平衡亚稳相、晶粒细化、扩大溶质元素的固溶极限、形成非晶态材料等特征。
　　7A09铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系合金，其固溶沉淀强化效果显著，强度高，但屈服强度和抗拉强度值较为接近，其主要缺点是：塑性低，抗疲劳性差，缺口敏感性大。而且耐蚀性较差，有应力腐蚀倾向，工艺性能也差。
　　将7A09铝合金进行快速凝固后，可以使其在原有力学性能的基础上进一步提高强度和硬度，同时克服其塑性低、抗疲劳性差、耐腐蚀性差等缺点，使其综合性能得到提升。
　　本文采用单辊甩带法，成功地对7A09铝合金进行了快速凝固加工，获得了带宽一致，基本无孔洞，表面光滑，边缘较整齐，成形好的快速凝固薄带。制备了快速凝固设备的附属装置，包括淬冷辊、加热和测温装置、坩埚和喷嘴及加压装置，并对快速凝固设备进行了改进。结果表明，用紫铜做辊面，既保证了导热性良好，又保证了辊面具有一定的硬度，改善了其加工性，310S耐热不锈钢制作的坩埚和喷嘴可以代替石英坩埚和喷嘴，电阻炉可以代替感应加热炉。研究了制带工艺参数对薄带制作的影响规律，其中辊面线速度、喷射压力、喷射距离、喷射角度、喷嘴直径、过热度对成带质量影响较大。对快速凝固7A09铝合金薄带进行了显微组织分析和力学性能测试，快凝薄带的晶粒明显细化，力学性能提高，且硬度与晶粒尺寸符合116.7845.44 H=+d?1/2的关系式。

目录

快速凝固7A09铝合金的制备_工艺及性能

THE PRODUCTION PROCESS ANDPROPERTIES OF PAPIDLYSOLIDIFIED 7A09 Al ALLOY

摘要

Abstract

第1 章 绪论

1.1 引言

1.2 快速凝固技术的发展

1.2.1 快速凝固技术的国内外研究现状

1.2.2 快速凝固技术的特征

1.2.3 快速凝固铝基非晶态合金

1.3 Al-Zn-Mg-Cu 合金

1.3.1 Al-Zn-Mg-Cu 合金的发展史

1.3.2 Al-Zn-Mg-Cu 合金的主要特点和应用情况

1.4 本课题的目的和意义

第2 章 快速凝固理论及实验原理

2.1 引言

2.2 快速凝固热力学

2.3 快速凝固动力学

2.3.1 快速凝固中的形核孕育期与相选择

2.3.2 快速凝固中的生长动力学

2.3.3 固/液界面的绝对稳定性

2.4 快速凝固相选择

2.4.1 快凝的枝晶或胞晶生长

2.4.2 快凝样品中的凝固进程

2.5 急冷凝固设备的原理

第3 章 快速凝固装置

3.1 引言

3.2 快速凝固的方法

3.2.1 熔体雾化法

3.2.2 熔体急冷法

3.2.3 表面处理法

3.3 单辊快速凝固甩带装置的总体结构

3.3.1 淬冷辊

3.3.2 加热和测温装置

3.3.3 坩埚和喷嘴

3.3.4 加压装置

3.4 本章小结

第4 章 快速凝固7A09 铝合金薄带的制备工艺

4.1 引言

4.2 快速凝固7A09 铝合金薄带的冷却速度

4.2.1 物理模型

4.2.2 解析求解

4.3 母合金的准备及其非晶形成能力预测

4.3.1 二元Miedema 模型理论

4.3.2 Inoue 准则

4.4 制带的工艺

4.5 制带工艺的影响因素

4.5.1 辊面线速度对制带的影响

4.5.2 喷射压力对制带的影响

4.5.3 过热度的影响

4.5.4 其他工艺参数对制带的影响

4.5.5 成品

4.6 本章小结

第5 章 快速凝固7A09 铝合金薄带的组织与性能

5.1 引言

5.2 显微组织

5.2.1 实验过程

5.2.2 结果分析

5.3 X 射线分析

5.3.1 实验过程

5.3.2 结果分析

5.4 显微硬度

5.4.1 实验过程

5.4.2 结果分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢