喷射成形7475铝合金热处理及超塑性研究

论文摘要

本论文主要通过室温力学性能测试、电导率测试和超塑性测试,采用金相显微镜、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱等方法进行组织和成分分析,研究了喷射成形7475铝合金喷射成形态和挤压态的组织和性能、热处理工艺及挤压态合金的超塑性,为不断改进超高强铝合金合金设计、优化热处理工艺参数和提高超塑性积累数据,主要研究结果如下:采用全自动控制往复喷射成形技术制备了Ф360 mm×1200 mm工业规格的7475铝合金喷射成形坯。其典型组织为等轴晶,粒度宏观均匀,尺寸主要在30～50μm。组织无明显宏观偏析,致密度达97%。σb为245.7MPa,δ为5.85%。热挤压后,组织更加致密,第二相分布更加均匀。合金强度提高到319.7MPa,延伸率提高到18.79%,比铸造7475铝合金强度提高45.5%,延伸率提高25.3%。喷射成形7475铝合金最佳的单级固溶温度为480℃,适合的固溶时间为3h。双级固溶后,第二相回溶数量增多,且再结晶晶粒没有发生明显长大,合金的强度提高,延伸率降低。单级时效可获得高强度。120℃/24h单级峰值时效后,σb达到738MPa,δ为9.0%,比铸造7475铝合金强度提高33.0%,延伸率提高12.5%。随着二级时效温度的升高和时效时间的延长,合金强度下降,延伸率和电导率提高。115℃/6h+163℃/6h双级时效处理后,σb为640MPa,δ为12.3%,电导率达到43.2%IACS,比T76处理铸造合金强度提高20.5%,延伸率提高11.8%,电导率提高8%。回归再时效处理可获得优异的综合性能,σb为716MPa,δ为10.3%,电导率为43.3%IACS。高温过时效显著降低强度,提高塑性。挤压态喷射成形7475合金再结晶后在516℃进行超塑性拉伸。随着应变速率降低,延伸率提高。应变速率为8.33×10-4 s-1时,可获得最大的延伸率,达到960%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 喷射成形技术概述
• 1.2.1 喷射成形技术概念、原理及特点
• 1.2.2 喷射成形技术国内外的发展简况
• 1.2.3 喷射成形技术国外应用现状
• 1.2.4 喷射成形技术国内应用现状
• 1.2.5 喷射成形技术发展趋势
• 1.3 超高强铝合金的发展过程
• 1.3.1 国外超高强铝合金发展过程
• 1.3.2 国内超高强铝合金的发展进程
• 1.3.3 7475 铝合金
• 1.4 超高强铝合金的热处理工艺
• 1.4.1 固溶淬火
• 1.4.2 时效处理
• 1.5 超塑性
• 1.5.1 超塑性的概念及发展
• 1.5.2 超塑性变形条件、加工工艺和变形机理
• 1.6 本文研究的背景和目的
• 第二章 研究思路和实验方案
• 2.1 研究思路
• 2.2 材料制备
• 2.3 热挤压实验
• 2.4 热处理实验
• 2.5 金相组织观察（OM）
• 2.6 X 射线衍射物相分析（XRD）
• 2.7 扫描电镜分析（SEM）
• 2.8 透射电镜分析（TEM）
• 2.9 室温力学拉伸及断口形貌观察
• 2.10 超塑性拉伸和断口形貌观察
• 2.11 电导率测试
• 第三章 喷射成形态和挤压态合金的组织和性能
• 3.1 前言
• 3.2 喷射成形态合金组织和力学性能
• 3.2.1 喷射成形态合金金相组织和XRD 分析
• 3.2.2 喷射成形态合金组织SEM 分析
• 3.2.3 喷射成形态合金组织的TEM 分析
• 3.2.4 喷射成形态合金力学性能
• 3.3 挤压态合金组织和性能
• 3.4 分析与讨论
• 3.5 本章小结
• 第四章 热处理工艺对合金组织和性能的影响及挤压态合金的超塑性
• 4.1 前言
• 4.2 固溶处理对合金组织和性能的影响
• 4.2.1 单级固溶处理对合金组织和性能的影响
• 4.2.2 双级固溶处理对合金组织和性能的影响
• 4.3 时效处理对合金组织和性能的影响
• 4.3.1 单级时效对合金组织和性能的影响
• 4.3.2 双级时效对合金组织和性能的影响
• 4.3.3 RRA 处理对合金组织和性能的影响
• 4.3.4 高温过时效对合金组织和性能的影响
• 4.4 挤压态合金的超塑性
• 4.5 分析与讨论
• 4.6 本章小结
• 第五章 全文总结
• 参考文献
• 符号与标记（附录1）
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文