合金元素和热处理对7475铝合金组织与性能的影响

合金元素和热处理对7475铝合金组织与性能的影响

论文摘要

采用室温拉伸、硬度、断裂韧性和抗应力腐蚀拉伸测试方法,金相(OM)和电子显微分析方法(SEM、TEM)研究了合金元素及热处理工艺对7475铝合金的力学性能、抗应力腐蚀性能、显微组织结构的影响及其变化规律,优化了热处理制度,并从理论上进行了分析和讨论。试验研究和结果表明:1.7475铝合金有较大的固溶温度范围供选择,适宜的固溶温度为470℃。SEM观察表明合金470℃/1h固溶处理后,其微观组织中仍残留部分第二相粒子,主要是Al7Cu2Fe相和S相(Al2CuMg)。2.经试验确定的7475铝合金板材的时效工艺参数为:T6:时效工艺为:120℃/24h T76:时效工艺为:107℃/8h+163℃/15h T73:时效工艺为:107℃/8h+163℃/30h RRA:时效工艺为:120℃/24h+200℃/7min+120℃/24h3.微量Cr的添加可以明显提高合金的强度,合金塑性有所降低。经过T6时效处理后,不加Cr的7-c合金的抗拉强度、屈服强度分别为543MPa、510MPa、14.9%;而加Cr的7-1合金抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到了589MPa、554MPa、11.5%,与不加Cr的合金相比,抗拉强度、屈服强度分别提高8.5%、8.6%。4.随着合金元素Zn,Mg,Cu含量的增加,合金的T73处理(107℃/8h+163℃/30h)的强度增加。7-2(成分上限)、7-1(成分中限)、7-3(成分下限)的抗拉强度分别为525MPa,519MPa和476MPa。而断裂韧度随着含量的增加而降低,7-2(成分上限)、7-1(成分中限)、7-3(成分下限)的断裂韧度分别为:35.3MPa·(?),36.1MPa·(?)和38.3MPa·(?)。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 研究现状
  • 1.1.1 发展历史
  • 1.1.2 美国研发经历
  • 1.1.3 前苏联研发经历
  • 1.1.4 国外铝合金的研发现状
  • 1.1.5 国内超高强铝合金研制现状
  • 1.2 超高强铝合金的组织结构及硬化机理
  • 1.2.1 合金元素的影响
  • 1.2.2 超高强铝合金的沉淀顺序及沉淀相
  • 1.2.3 硬化机理
  • 1.3 微观组织结构与性能
  • 1.4 超高强铝合金的热处理工艺
  • 1.4.1 均匀化
  • 1.4.2 固溶
  • 1.4.3 时效制度
  • 1.5 本文的主要研究目的与内容
  • 第二章 实验材料与试验方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.2 均匀化处理
  • 2.3 固溶处理
  • 2.4 时效处理
  • 2.4.1 单级时效
  • 2.4.2 双级时效
  • 2.4.3 RRA处理(回归再时效)
  • 2.5 性能测试
  • 2.5.1 拉伸力学性能及硬度测试
  • 2.5.2 拉伸应力腐蚀性能测试
  • 2.5.3 断裂韧度的测量
  • 2.6 显微组织分析
  • 2.6.1 金相组织观察
  • 2.6.2 扫描电子显微镜观察
  • 2.6.3 透射电子显微镜观察
  • 第三章 固溶制度对7475铝合金组织与性能的影响
  • 3.1 实验方法
  • 3.2 实验结果与讨论
  • 3.2.1 合金金相组织特征
  • 3.2.2 固溶温度对合金力学性能的影响
  • 3.2.3 不同固溶温度下7475铝合金断裂韧性的结果
  • 3.2.4 固溶温度对7475铝合金抗应力腐蚀性能的影响
  • 3.2.5 SEM观察及能谱分析
  • 3.2.6 不同固溶温度7475铝合金T73的微观组织
  • 3.3 分析与讨论
  • 3.4 本章小结
  • 第四章 时效制度对7475铝合金组织与性能的影响
  • 4.1 单级时效制度对7475铝合金组织与性能的影响
  • 4.1.1 常温性能
  • 4.1.2 微观组织观察
  • 4.2 双级时效处理对合金组织与性能的影响
  • 4.2.1 一级时效时间对合金组织与性能的影响
  • 4.2.2 二级时效时间对合金组织与性能的影响
  • 4.3 RRA处理对合金组织与性能的影响
  • 4.3.1 RRA处理对合金性能的影响
  • 4.3.2 RRA对合金显微组织的影响
  • 4.4 抗应力腐蚀性能
  • 4.5 分析与讨论
  • 4.5.1 单级时效
  • 4.5.2 双级时效
  • 4.5.3 回归再时效(RRA)
  • 4.5.4 抗应力腐蚀性能
  • 4.6 本章小结
  • 第五章 合金元素对合金组织与性能的影响
  • 5.1 微量元素Cr对合金微观组织和性能的影响
  • 5.1.1 微量Cr对合金时效力学性能的影响
  • 5.1.2 微观组织
  • 5.1.3 分析与讨论
  • 5.2 主合金成分(Zn,Mg,Cu)对合金组织与性能影响
  • 5.2.1 常温硬度和力学性能
  • 5.2.2 断裂韧性
  • 5.2.3 微观组织照片
  • 5.2.4 抗应力腐蚀性能
  • 5.2.5 分析与讨论
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士期间发表的学术论文
  • 相关论文文献

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