Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si(wt.％)合金微观组织及性能研究

摘要

Al-Cu-Mg合金因其具有高比强度、优异的抗疲劳性能及良好的耐热性能等优点，被广泛的应用于航空航天及军事等领域。为了充分挖掘 Al-Cu-Mg合金的潜能使其满足航空航天领域材料对性能的要求，通常在合金中添加微量 Si元素来改善合金的综合力学性能，但 Al-Cu-Mg-Si四元合金体系的析出行为及其如何对基体进行强化还不清楚。
　　本文采用扫描电子显微技术(SEM)、电子背散射衍射技术(EBSD)、透射电子显微技术(TEM)、高角度环形暗场像扫描透射电子显微分析(HAADF-STEM)和能谱(EDS)分析等表征方法，结合显微硬度测试、拉伸试验、腐蚀(晶间腐蚀、剥落腐蚀)试验，系统研究了Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si(wt.％)在不同时效温度下析出相类型、析出强化行为及其力学性能，探讨合金通过6%预变形及过时效处理工艺来改善合金综合性能，尤其是抗腐蚀性能的可行性。论文主要结果如下：
　　(1)从对 Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si(wt.%)合金进行不同温度时效析出规律观察表明，合金中主要析出两种系列的强化析出相，即 GPB区/Mg-Si-cluster复合体和S相。GPB区/Mg-Si-cluster复合体数量在峰值状态下达93%，并作为合金的主要强化相，S相作为次要强化相。合金欠时效全部析出 GPB区/Mg-Si-cluster复合体，随着时效时间的延长，合金中 GPB区/Mg-Si-cluster复合体数量减少，棒状S相数量增加，经长时间时效，GPB区/Mg-Si-cluster复合体会逐渐消失，低温下Si-GPB区能长时间存在并对基体进行强化。
　　(2) Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si(wt.%)合金在固溶处理后经6%预变形合金峰值硬度下降，峰值响应的时间缩短，塑性降低，通过对合金 TEM观察表明，预变形引入大量位错，改变了合金的析出类型，抑制了合金 GPB区/Mg-Si-cluster复合体析出，合金中只有S相作为合金析出强化相，由于合金S相的尺寸大，数量密度低，导致合金综合力学性能的下降。
　　(3) Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si(wt.%)合金引入6%预变形能显著提高合金的抗晶间腐蚀性能，并且通过与 T7工艺的结合，合金抗晶间腐蚀性能最佳。合金在180℃时效温度时，预变形对提高合金抗剥落腐蚀性能影响不大， T7工艺可改善合金的抗剥落腐蚀性能；在200℃时效温度下，预变形能显著提高合金抗剥落腐蚀性能，预变形与过时效处理工艺的结合抗剥落腐蚀性能最佳。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 Al-Cu-Mg合金概述

1.2 Al-Cu-Mg合金强化析出相及微观结构

1.3 Al-Cu-Mg合金的热处理工艺

1.4 Al-Cu-Mg合金中元素对结构和性能的影响

1.5 Al-Cu-Mg合金的腐蚀类型

1.6 形变热处理工艺原理

1.7 本论文的研究意义、目的和主要内容

第2章 实验材料、设备与方法

2.1 实验材料

2.2 实验流程

2.3 热处理工艺

2.4 合金性能表征方法

第3章 热处理对Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si力学性能及微观组织影响

3.1引言

3.2 实验结果及讨论

3.3 本章小结

第4章 预变形对Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si合金性能的影响

4.1 引言

4.2 实验结果及讨论

4.3 本章小结

第5章 预变形对Al-2.99Cu-2.21Mg-0.48Si合金腐蚀行为的影响

5.1引言

5.2实验结果及分析

5.3 本章小结

结论

参考文献

致谢

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