铝合金不同变形工艺下组织及性能研究

论文摘要

本文分别对5A02铝合金热态内高压胀形和7A09铝合金等温模锻成形两种工艺中的组织及性能变化进行了研究,利用光学显微镜、背散射电子衍射(EBSD)分析以及透射电子显微镜(TEM)等手段,对两种成形工艺过程中的组织变化进行了定性描述和定量表征,并对组织和性能的变化规律进行了分析和探讨。5A02铝合金热态内高压胀形工艺组织和性能研究表明,成形温度的升高能够促进位错运动,使动态回复现象出现,塑性提高的同时降低了变形强化效果;随成形温度的升高织构取向类型不变化,取向分布函数密度升高。5A02铝合金热态内高压胀形过程主要分为轴向加载和环向加载两个阶段,管材存在两个特征区域:皱谷区和皱峰区,皱峰区材料在胀形过程中的应变量主要发生在轴向加载阶段,环向加载阶段发生回复软化;皱谷区材料变形主要发生在环向加载阶段,整个过程均为变形强化。随着胀形的进行,不同区域晶粒取向变化一致,均是由最初的再结晶织构转向{101} < 1 11>。5A02铝合金热态内高压胀形桔皮缺陷产生的主要原因为:原始材料组织晶粒异常粗大,并且存在择优取向,变形过程中不同晶粒之间变形量显著不同,部分大晶粒未参与变形,最终导致表面凹凸不平。7A09铝合金等温模锻变形工艺下性能和组织的研究表明,改变制坯摩擦条件,制坯变形量,制坯高度尺寸和锻造次数对锻件的组织和性能会产生较大影响,随着制坯摩擦系数、制坯变形量、制坯高度尺寸的增大和由一次锻造变为多次锻造,能够使得最终锻件拉伸强度、屈服强度、硬度均得到一定的提高,延伸率有一定的下降;锻件微观组织更加细化,再结晶体积分数升高,亚晶尺寸细化,第二相分布更加弥散细小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 5×××系铝合金
• 1.1.2 7×××系铝合金
• 1.2 铝合金的变形工艺
• 1.2.1 内高压胀形
• 1.2.2 等温模锻
• 1.3 铝合金的强化
• 1.3.1 不可热处理强化铝合金的强化
• 1.3.2 可热处理强化铝合金的强化
• 1.4 铝合金组织演变研究
• 1.4.1 组织特征及表征
• 1.4.2 变形条件下的组织演变
• 1.4.3 组织演变规律研究
• 1.5 本文的研究目的和研究内容
• 第2章 材料及试验方法
• 2.1 试验材料
• 2.1.1 热态内高压胀形变形用试验材料
• 2.1.2 等温模锻变形用试验材料
• 2.2 变形工艺
• 2.2.1 热态内高压胀形
• 2.2.2 等温模锻
• 2.3 力学性能测试
• 2.3.1 常温拉伸性能测试
• 2.3.2 硬度测试
• 2.4 组织分析方法
• 2.4.1 金相组织观察
• 2.4.2 透射电子显微镜分析
• 2.4.3 背散射电子衍射分析
• 第3章 5A02 铝合金内高压胀形组织及性能研究
• 3.1 不同温度胀形后组织和性能的变化
• 3.2 胀形过程中不同区域微观组织及性能变化
• 3.2.1 胀形过程特征
• 3.2.2 皱谷区成形过程中不同成形阶段的组织演变
• 3.2.3 皱峰区不同加载路径下的组织演变
• 3.3 原始组织对胀形后组织的影响
• 3.3.1 变形前两种原始材料组织分析
• 3.3.2 220℃下胀形后两种材料组织对比分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 7A09 铝合金等温模锻组织及性能研究
• 4.1 材料原始状态
• 4.1.1 材料原始状态组织
• 4.2 制坯摩擦对材料微观组织及性能的影响
• 4.2.1 力学性能测定
• 4.2.2 断口分析
• 4.2.3 金相组织分析
• 4.2.4 材料组织TEM 分析
• 4.3 制坯变形量对材料微观组织及性能的影响
• 4.3.1 力学性能测定
• 4.3.2 断口分析
• 4.3.3 金相组织分析
• 4.3.4 材料组织的TEM 分析
• 4.4 制坯高度尺寸对材料微观组织及性能的影响
• 4.4.1 力学性能测定
• 4.4.2 拉伸断口分析
• 4.4.3 金相组织分析
• 4.4.4 材料组织TEM 分析
• 4.5 分析锻造次数对材料微观组织及性能的影响
• 4.5.1 性能测定
• 4.5.2 拉伸断口分析
• 4.5.3 金相组织分析
• 4.5.4 材料组织TEM 分析
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢