喷射沉积Al11.3Zn2.4Mg1.1Cu合金组织及性能研究

论文摘要

本文利用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、X射线衍射及拉伸试验测试等手段对喷射沉积Al11.3Zn2.4Mg1.1Cu合金的微观组织结构和力学性能进行分析,并探讨了该合金的强化机制、断裂机制。显微组织观察及硬度测试结果表明:实验合金沉积坯件组织为均匀细小等轴晶,晶粒尺寸约为20μm左右;热挤压后,晶粒更加细小,尺寸约为2～3μm;最佳固溶工艺为480℃固溶1.5h,最佳单级时效制度为140℃时效24h。力学性能测试结果表明:喷射沉积制备Al11.3Zn2.4Mg1.1Cu铝合金与常规工艺制备Al-Zn-Mg-Cu合金相比具有较高的抗拉强度及屈服强度。其中合金经480℃×1.5h+140℃×24h的单级时效处理后,抗拉强度为849Mpa,屈服强度为796Mpa,延伸率为3.3%;合金经480℃×1.5h+120℃×2h+160℃×24h的双级时效处理后,抗拉强度为716Mpa,屈服强度为711Mpa,延伸率为6.3%。X-Ray、TEM及SEM分析表明:单级时效合金的沉淀析出相主要为GP（Ⅱ）区、η′相及L12-Al3Zr粒子,主要强化机制为细晶强化、固溶强化及时效强化,因此合金具有较高的强度;单级时效合金断口特征为晶间断裂与沿晶断裂的混合断裂,但沿晶断裂程度较大,且有微裂纹存在,所以合金的塑性较差。双级时效合金的沉淀析出相主要为η相,强化机制主要为细晶强化及时效强化,较单级时效合金强度有所下降;双级时效合金断口特征为晶间断裂与沿晶断裂的混合断裂,但韧窝比单级时效合金多,故合金塑性较单级时效有所提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超高强铝合金的发展
• 1.1.1 超高强铝合金的定义
• 1.1.2 超高强铝合金的发展概况
• 1.2 喷射沉积概述及原理
• 1.2.1 原理
• 1.2.2 喷射沉积工艺特点
• 1.3 喷射沉积 7xxx 系超强铝合金的合金化研究
• 1.4 本课题的研究意义及研究内容
• 1.4.1 研究意义
• 1.4.2 研究内容
• 第二章 材料的制备及实验方法
• 2.1 合金的化学成分
• 2.2 材料制备方法
• 2.2.1 喷射沉积
• 2.2.2 热挤压
• 11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金的热处理'>2.3 喷射沉积AL_11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金的热处理
• 2.3.1 热处理设备
• 2.3.2 固溶工艺的选择
• 2.3.3 时效工艺的选择
• 2.4 力学性能测试
• 2.4.1 硬度实验
• 2.4.2 拉伸性能测试
• 2.5 金相组织观察及 X-Ray 分析
• 2.5.1 金相组织观察
• 2.5.2 X-Ray 分析
• 2.6 SEM 及EDS 分析
• 2.7 TEM 分析
• 11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金光学组织分析及热处理制度的确定'>第三章 喷射沉积AL_11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金光学组织分析及热处理制度的确定
• 3.1 喷射沉积坯件及其金相组织
• 11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金挤压态金相组织及物相分析'>3.2 喷射沉积AL_11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金挤压态金相组织及物相分析
• 3.2.1 挤压态金相组织观察
• 3.2.2 挤压态物相分析
• 11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金热处理制度的确定'>3.3 喷射沉积AL_11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金热处理制度的确定
• 3.3.1 固溶制度的确定
• 3.3.2 时效制度的确定
• 11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金的组织结构及性能分析'>第四章 喷射沉积AL_11.3ZN_2.4MG_1.1CU 合金的组织结构及性能分析
• 4.1 力学性能测试
• 4.2 TEM 观察与分析
• 4.2.1 TEM 观察
• 4.2.2 TEM 分析
• 4.3 SEM 观察与分析
• 4.4 讨论与分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在读期间取得的科研成果
• 作者简介