【摘要】：7075鋁合金作為有著高強(qiáng)度且可熱處理的一種合金,因其優(yōu)良的機(jī)械加工性能以及在加工成型,耐磨、抗腐蝕、抗氧化等方面也表現(xiàn)優(yōu)異,得到廣泛應(yīng)用。在航空航天、建筑、汽車等諸多領(lǐng)域經(jīng)常作為十分重要的結(jié)構(gòu)性材料。7075鋁合金多數(shù)的加工辦法是軋制,但是7075鋁合金強(qiáng)度很高,加工有一定的難度,因此對(duì)其軋制工藝及變形特性的研究有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以7075鋁合金的初始鑄態(tài)和初始鍛態(tài)坯料為原料,制定合理的多道次軋制工藝并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)對(duì)不同初始狀態(tài)的坯料以及不同的道次變形量對(duì)軋制后板材組織和性能的影響進(jìn)行研討,并研究軋制過(guò)程中7075鋁合金的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶及軋制后板材的織構(gòu),以及不同熱處理方案對(duì)板材性能的影響。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:對(duì)初始鑄坯和初始鍛坯分別在5%、11%、16%道次壓下量下軋制,研究發(fā)現(xiàn)兩種坯料的軋制后板材在軋制方向的各項(xiàng)力學(xué)性能參數(shù)均要好于軋制的橫向,終軋后不同初始狀態(tài)板材的在RD方向的力學(xué)性能接近,道次壓下量越大,TD方向的力學(xué)性能越好。隨著軋制的進(jìn)行,在軋制方向晶粒逐漸向梭形變化,晶粒大小表現(xiàn)為明顯的不均勻狀態(tài)。板材的組織是形變組織和動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織的混合組織。初始鑄態(tài)在11%道次壓下量的終軋后軋制方向的力學(xué)性能相對(duì)較好,屈服強(qiáng)度332MPa、抗拉強(qiáng)度376MPa、延伸率19%。初始鍛態(tài)在16%道次壓下量的終軋后軋制方向的力學(xué)性能相對(duì)較好,屈服強(qiáng)度333MPa、抗拉強(qiáng)度367MPa、延伸率16%。初始鑄坯的7075鋁合金在軋制后,板材組織更容易出現(xiàn)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶,軋制后組織織構(gòu)主要集中在α以及β取向線上,并且在軋制的過(guò)程中,由垂直于RD的方向向垂直于ND的方向轉(zhuǎn)變。T6熱處理方案在對(duì)板材抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度的提升方面有較好的作用,初始鍛態(tài)16%道次壓下量板材屈服強(qiáng)度581MPa、抗拉強(qiáng)度608MPa、延伸率14%。初始鑄態(tài)板材在熱處理后,晶粒取向由集中向分散轉(zhuǎn)變,而初始鍛態(tài)板材在熱處理后沒(méi)有太大變化。
【圖文】：

使得學(xué)者們對(duì) Al-Zn-Mg 系合金再次關(guān)注。1970~1980 年代，美國(guó)的科研人員以 7075 合金為基礎(chǔ)，因工業(yè)實(shí)際運(yùn)用中抗應(yīng)力腐蝕敏感性強(qiáng)的缺點(diǎn)，同時(shí)需要一些特殊的性能，通過(guò)對(duì)合金重元素的調(diào)整，研發(fā)出了多種新型合金，如 7178 合金、7070 合金、7175 合金、7475 合金等。接著 1975 年又發(fā)出高韌性的 7149-T73 合金。同時(shí)加拿大鋁業(yè)公司（Alcan）也開(kāi)發(fā)出具有高強(qiáng)度及較好的抗應(yīng)力腐燭開(kāi)裂性能的 7010 合金和 7012 合金[7-9]。在 1980 年代，以 7150 鋁合金為基礎(chǔ)，美國(guó)鋁業(yè)公司成功研制出 7055 鋁合金，在 1993 年獲得專利，這一牌號(hào)的鋁合金被稱為王牌鋁合金。與 7150 鋁合金 T6 熱處理狀態(tài)比較，7055 鋁合金 T77 熱處理狀態(tài)的材料強(qiáng)度高 10%，比 7075 鋁合金T6 狀態(tài)超過(guò)了 25%以上，并且綜合性能好，目前 7055 鋁合金 T77 熱處理狀態(tài)在波音 777 客機(jī)的機(jī)翼桁條、上翼蒙皮等部分都得到了應(yīng)用[7,8,10,11]。在 1990 年代，美國(guó)、日本、英國(guó)等較發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家，采用噴射成形等前沿技術(shù)研發(fā)出了的含鋅元素超過(guò) 8%的超高強(qiáng)鋁合金材料，滿足了交通運(yùn)輸業(yè)中對(duì)良好抗腐蝕性能、高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)件的需求。

圖 1-2 連續(xù)動(dòng)態(tài)再結(jié)晶新晶粒的形成[35]在變形后的金屬材料受熱加工后，發(fā)生再結(jié)晶，再結(jié)晶形核的取向，成核晶粒的長(zhǎng)大，對(duì)再結(jié)晶過(guò)程后的材料取向的分布有很大關(guān)系。鋁板在較大壓下量軋后，再加熱從而發(fā)生再結(jié)晶，一般會(huì)出現(xiàn)立方織構(gòu)以及 R 織構(gòu)，二者的含量受到金屬合金的純度，，合金內(nèi)的雜質(zhì)元素的影響[38-40]。鋁合金的層錯(cuò)能較高，變形后進(jìn)行回復(fù)會(huì)大幅降低金屬的缺陷密度，再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力會(huì)降低，再結(jié)晶的進(jìn)行速度會(huì)減緩；不進(jìn)行回復(fù)處理的話，金屬內(nèi)的儲(chǔ)存能較高，可以作為金屬再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力，再結(jié)晶的晶核可以在各個(gè)方向較快的長(zhǎng)大，會(huì)使織構(gòu)的組成的多種多樣，立方織構(gòu)的長(zhǎng)大會(huì)失去優(yōu)勢(shì)。并且，因?yàn)榻饘俸辖鸩牧显诎l(fā)生成型變形時(shí)，組織的變形并不均勻，材料內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)不均勻織構(gòu)[41-42]。金屬材料發(fā)生再結(jié)晶的種類有動(dòng)態(tài)再結(jié)晶以及靜態(tài)再結(jié)晶，前者主要是在材料發(fā)生了塑性變形時(shí)產(chǎn)生，而后者則主要是材料變形后加熱時(shí)產(chǎn)生。一般的再結(jié)晶指的是材料在退火時(shí),由形變儲(chǔ)能所驅(qū)動(dòng)的,將大角度晶界轉(zhuǎn)移所產(chǎn)生新的晶粒的變化過(guò)程。靜態(tài)再結(jié)晶一般都表述的是退應(yīng)變硬化金屬材料,將
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG146.21;TG335.5


本文編號(hào)：2522995