微量Ge、Ce对Al-Cu-Mg-（Li）合金微观组织和性能的影响

论文摘要

本文借助金相、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、高分辨电镜（HRTEM）等微观组织观测分析手段,以及硬度测试、拉伸性能测试、平面断裂韧度测试和疲劳裂纹扩展速率测试等实验,研究了微量Ge、Si+Ge复合添加对低Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金性能及微观组织演变的影响；以及微量Ce对2524、2198合金微观组织与性能的影响规律,主要结论如下：（1）微量Ge能加速Al-1.5Cu-4.0Mg合金的时效进程并提高合金的时效硬化和强化效果,且添加0.25%Ge的合金时效强化效果优于添加0.5%Ge的合金。0.25%Ge与0.25%Si的同时添加推迟了到达时效峰值的时间。（2）微量Ge的添加促进了Al-1.5Cu-4.0Mg合金中T相的均匀形核析出,并使之细小弥散。Si和Ge的同时添加促进了S相的析出。（3）微量Ce的添加对2524合金的抗疲劳裂纹扩展的性能有所改善,使其稳态扩展阶段相对于2524合金延长,当2524合金进入瞬时断裂区时还处于稳态扩展后期,且随着Ce的增加效果更显著。（4）微量Ce（0.05%）的添加提高了2198合金的断裂韧性和疲劳裂纹扩展抗力,而0.1%Ce反而降低了2198合金的断裂韧性和疲劳裂纹扩展抗力。（5）微量Ce的添加促进2198合金中T1相的弥散均匀析出,减少2198合金晶界析出相的析出,且微量0.05%Ce的添加效果更佳。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.1.1 Al-Cu-Mg合金的研究进展
• 1.1.2 Al-Li合金的研究进展
• 1.2 Al-Cu-Mg铝合金性能
• 1.2.1 断裂韧性
• 1.2.2 疲劳性能
• 1.3 Al-Cu-Mg合金的组织
• 1.3.1 α+θ和α+θ+S相区
• 1.3.2 α+S相区
• 1.3.3 α+S+T和α+T相区
• 1.4 Al-Cu-（Mg,Li）合金中的微合金化
• 1.4.1 微量Ag
• 1.4.2 微量Si
• 1.4.3 稀土元素（Sc、Y、La）
• 1.4.4 微量Ge
• 1.4.5 微量Ce
• 1.5 本课题研究目的、意义与内容
• 第二章 实验方案
• 2.1 合金成分设计
• 2.2 合金的制备
• 2.3 性能测试
• 2.3.1 显微硬度测试
• 2.3.2 拉伸性能测试
• 2.3.3 扫描电镜观察
• 2.3.4 X射线衍射分析
• 2.3.5 平面应力断裂韧度测试
• 2.3.6 疲劳裂纹扩展速率测试
• 2.3.7 透射电镜观察
• 第三章 Al-1.5Cu-4.0Mg-（Ge）-（Si）合金的微观组织与性能
• 3.1 时效硬化效应
• 3.2 拉伸性能测试
• 3.3 扫描电镜观察
• 3.4 X射线衍射分析
• 3.5 透射电镜观察
• 3.6 高分辨分析
• 3.7 分析与讨论
• 3.8 本章小结
• 第四章 Ce对T6态2524合金性能和微观组织的影响
• 4.1 引言
• 4.2 Ce对T6态2524合金性能的影响
• 4.2.1 时效硬化响应
• 4.2.2 拉伸性能测试
• 4.2.3 平面应力断裂韧度测试
• 4.2.4 疲劳裂纹扩展速率
• 4.3 Ce对T6态峰时效态2524组织的影响
• 4.3.1 疲劳断口形貌
• 4.3.2 TEM组织分析
• 4.4 分析与讨论
• 4.5 本章小结
• 第五章 Ce对T6态2198合金性能和微观组织的影响
• 5.1 前言
• 5.2 Ce对T6态2198合金性能的影响
• 5.2.1 时效硬化响应
• 5.2.2 拉伸性能测试
• 5.2.3 平面应力断裂韧度测试
• 5.2.4 疲劳裂纹扩展速率
• 5.3 Ce对T6态峰时效态2198组织的影响
• 5.3.1 疲劳断口形貌
• 5.3.2 TEM组织分析
• 5.4 分析与讨论
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间主要的研究成果