高強(qiáng)鋁合金的制備及其性能研究.pdf

1、近年來,全球鋁工業(yè)已進(jìn)入了一個(gè)嶄新的高速發(fā)展時(shí)期。鋁合金材料的不斷研制與開發(fā),提高了鋁的性能和應(yīng)用范圍并拓展了鋁的用途,為世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類的進(jìn)步做出巨大貢獻(xiàn),被認(rèn)為是21世紀(jì)最富于開發(fā)和應(yīng)用潛力的“綠色材料”。Al-Zn-Mg-Cu系高強(qiáng)鋁合金具有比重小、強(qiáng)度高、熱加工性能好等特點(diǎn),被廣泛地應(yīng)用于航空工業(yè)及民用工業(yè)等領(lǐng)域,追求材料的強(qiáng)度和韌性并提高抗腐蝕性能、成形性能,一直是研究的主題。為了深入研究高強(qiáng)鋁合金的工藝調(diào)控技術(shù),為其工業(yè)

2、運(yùn)用提供依據(jù),本文從Al-Zn-Mg-Cu系合金的成分配比、軋制工藝和熱處理工藝三大方面進(jìn)行研究,分析這些因素對(duì)該系合金的顯微組織、力學(xué)性能、抗剝落腐蝕性能、電學(xué)性能和室溫成形性能的影響規(guī)律,主要得出以下結(jié)論:
　　(1)隨著成品冷軋總加工率的增加,在T6峰值時(shí)效狀態(tài)下,合金抗拉強(qiáng)度及延伸率均呈先增大后減小的趨勢(shì),30％成品冷軋總加工率的合金板材的綜合力學(xué)性能較優(yōu),其中σb=605.3MPa,σs=509.4MPa,δ=6.3%。

3、10%成品冷軋總加工率的合金板材導(dǎo)電性能較優(yōu),抗剝蝕能力較強(qiáng),固溶狀態(tài)下,10%成品冷軋總加工率的合金板材室溫成形性能較好,錐杯值CCV=50.1,最小相對(duì)彎曲半徑Rmin/t=3.2。隨著成品冷軋總加工率繼續(xù)增大至50%時(shí),可能會(huì)引起合金板材析出相的析出機(jī)制發(fā)生改變,從而導(dǎo)致主要強(qiáng)化相無法有效形核、析出。
　　(2)隨回歸溫度的增加,終時(shí)效后的合金板材達(dá)到峰值強(qiáng)度對(duì)應(yīng)回歸時(shí)間越短。在180°C、200°C、220°C回歸溫度下合

4、金板材所對(duì)應(yīng)達(dá)到峰值強(qiáng)度的回歸時(shí)間分別為15min、7min、1min。在回歸時(shí)間在15min內(nèi),終時(shí)效后的合金板材強(qiáng)度和延伸率均保持在較高水平,超過30min后,發(fā)生過度回歸現(xiàn)象,合金綜合力學(xué)性能明顯下降。在回歸處理220°C×1min時(shí),經(jīng)RRA處理后合金的強(qiáng)度值可達(dá)到σb=647.0MPa,σs=602.3MPa,在回歸處理為200°C×7min時(shí),經(jīng)RRA處理后合金的綜合力學(xué)性能最優(yōu),其中σb=606.5MPa,σs=585.9

5、MPa,δ=6.9%。終時(shí)效后的合金板材的導(dǎo)電率隨回歸溫度的增加,先增大后略微下降,隨回歸時(shí)間的延長(zhǎng)呈遞增趨勢(shì)。經(jīng)120°C×24h+200°C×7min+120°C×24h的RRA熱處理后,合金板材的導(dǎo)電性能最優(yōu),導(dǎo)電率為42.05%IACS。回歸再時(shí)效后的合金抗剝蝕性能力明顯優(yōu)于人工時(shí)效。
　　(3)隨Ce含量的增加,合金鑄態(tài)晶粒呈明顯細(xì)化的趨勢(shì),二次枝晶間距減小,沿著晶界呈網(wǎng)狀連續(xù)分布粗大共晶組織也有所減少。經(jīng)RRA熱處理后