發(fā)布時間：2017-04-09 02:18

  本文關(guān)鍵詞：鎂、銅對擠壓高鋁鋅合金組織與性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高鋁鋅合金(25～50% Al)具有強度高、耐磨性好、密度小,以及原材料成本低、資源豐富,熔化能耗少等優(yōu)點,其研究和應(yīng)用備受關(guān)注。但是,由于目前主要采用鑄造方法生產(chǎn),合金的塑韌性較差(伸長率1-3%),應(yīng)用范圍受到限制。在高鋁鋅合金研究和應(yīng)用方面,國內(nèi)外一直著重于鑄造領(lǐng)域,對變形高鋁鋅合金的研究和應(yīng)用還很少,缺乏成分優(yōu)化、組織與性能表征等相關(guān)基礎(chǔ)研究工作。本文以Zn-26.7%Al-2.5-4.5%Cu-0～0.05% Mg高鋁鋅合金為研究對象,研究了Mg、Cu元素及含量在熱擠壓變形條件下對擠壓合金的組織和力學(xué)性能的影響,揭示了Mg、Cu元素及含量的影響規(guī)律,為開發(fā)變形高鋁鋅合金材料,促進深加工技術(shù)進步,擴大應(yīng)用領(lǐng)域,提供了理論和技術(shù)依據(jù)。利用臥式金屬擠壓機,擠壓出表面和內(nèi)部質(zhì)量良好的直徑Φ16的擠壓棒材,用于制備力學(xué)性能測試和金相分析試樣。棒材主要擠壓工藝參數(shù)為：擠壓溫度300℃,擠壓速度1.2～15m/min,擠壓比61,擠壓筒和模具預(yù)熱溫度280～290℃,擠壓時采用為風(fēng)冷。試驗結(jié)果表明,在所研究的Mg、Cu含量范圍內(nèi),錠坯均勻化工藝(360℃×12h+300℃×3h和300℃×3h)對擠壓合金的力學(xué)性能影響較小；與鑄造合金相比,熱擠壓變形使合金的組織顯著細化和致密度提高,合金的抗拉強度,特別是塑性顯著提高。在上述兩種錠坯均勻化工藝條件下,通過對Zn-26.7%Al-2.5%Cu-0～0.05%Mg擠壓合金的擠壓態(tài)、95℃×2h人工時效狀態(tài)、固溶處理空冷和水淬狀態(tài)的力學(xué)性能和組織研究表明,鎂元素及含量對擠壓合金力學(xué)性能具有顯著影響,加入微量的鎂提高合金的強度、硬度,但降低合金的塑性,特別是固溶水淬狀態(tài)下,鎂元素及含量的影響最為顯著,未加鎂的合金性能變化不大。對于含鎂的合金,經(jīng)95℃×2h人工時效,合金的強度、硬度均高于擠壓態(tài),但合金塑性降低；經(jīng)320℃×2h固溶空冷,合金的強度、硬度和塑性均低于擠壓態(tài)：經(jīng)320℃×2h固溶水淬,隨鎂含量增加,強度、硬度顯著提高,伸長率降低,與未加鎂合金相比,水淬后自然時效15天,加入0.035% Mg,抗拉強度從389MPa提高到557MPa,提高了43.2%,布氏硬度從HB107提高到HB157,提高了47.6%,伸長率從41%降低到20.5%；Mg含量為0.05%時,抗拉強度達到617MPa,伸長率為0.5-1%,布氏硬度HB168,合金的塑性發(fā)生突變,呈脆性。研究表明,鎂元素及含量影響過飽和p相的共析分解組織和室溫時效過程中過飽和β相脫溶析出以及分解產(chǎn)物的形態(tài),從而影響合金的力學(xué)性能。鎂是變形高鋁鋅合金一種重要的微合金化元素,通過加入鎂和熱處理,可調(diào)控合金的過飽和β相組織轉(zhuǎn)變過程和分解產(chǎn)物形態(tài),以提高合金的性能。研究了銅含量對Zn-26.7%Al-2.5～4.5%Cu-0.025%Mg合金擠壓態(tài)和固溶處理水淬狀態(tài)的力學(xué)性能和組織影響,隨銅含量增加,強度、硬度提高,伸長率降低。銅含量增加,組織中ε相增多,有利于耐磨性能提高。利用掃描電鏡分析了擠壓合金的斷口組織形貌,解釋了合金的斷裂機制。
【關(guān)鍵詞】：高鋁鋅合金 變形鋅合金 擠壓 鎂 銅 熱處理 顯微組織 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.13;TG379
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景11-12
• 1.2 變形鋅合金研究及應(yīng)用現(xiàn)狀12-18
• 1.2.1 變形鋅銅鈦合金研究及應(yīng)用現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 變形鋅鋁合金的研究現(xiàn)狀13-18
• 1.3 主要研究內(nèi)容18
• 1.4 課題研究目的和意義18-19
• 第2章 試驗材料及方法19-25
• 2.1 試驗合金成分設(shè)計及原材料19-20
• 2.1.1 試驗合金成分設(shè)計19-20
• 2.1.2 試驗原材料20
• 2.2 合金的熔煉工藝20
• 2.3 擠壓用錠坯的制備20-21
• 2.4 擠壓試驗21-22
• 2.4.1 擠壓設(shè)備與模具21-22
• 2.4.2 擠壓鑄錠的均勻化處理工藝22
• 2.4.3 擠壓工藝參數(shù)22
• 2.5 熱處理試驗設(shè)備與方法22-23
• 2.6 試驗檢測分析方法23-24
• 2.6.1 力學(xué)性能測試方法23
• 2.6.2 顯微組織分析23
• 2.6.3 相結(jié)構(gòu)分析方法與設(shè)備23
• 2.6.4 差熱分析23-24
• 2.7 實驗流程24-25
• 第3章 鎂含量對高鋁鋅合金擠壓態(tài)組織與性能的影響25-45
• 3.1 鎂含量對高鋁鋅合金擠壓態(tài)力學(xué)性能的影響25-26
• 3.2 鎂含量對高鋁鋅合金組織的影響26-44
• 3.2.1 鎂含量對高鋁鋅合金鑄態(tài)組織的影響26-29
• 3.2.2 鎂含量對高鋁鋅合金均勻化態(tài)組織的影響29-33
• 3.2.3 鎂含量對高鋁鋅合金擠壓態(tài)組織的影響33-38
• 3.2.4 高鋁鋅合金擠壓態(tài)斷口形貌及斷裂機理分析38-44
• 3.3 本章小結(jié)44-45
• 第4章 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金熱處理態(tài)組織與性能的影響45-77
• 4.1 固溶保溫溫度選擇依據(jù)45-46
• 4.2 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金95℃×2h時效狀態(tài)組織與性能的影響46-51
• 4.2.1 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金95℃×2h時效狀態(tài)力學(xué)性能的影響46-47
• 4.2.2 人工時效95℃×2h試樣斷口形貌及斷裂機理分析47-51
• 4.3 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金320℃×2h固溶空冷狀態(tài)組織與性能的影響51-57
• 4.3.1 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金320℃×2h固溶空冷狀態(tài)力學(xué)性能的影響51-52
• 4.3.2 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金320℃×2h固溶空冷狀態(tài)組織的影響52-54
• 4.3.3 固溶空冷320℃×2h試樣斷口形貌及斷裂機理分析54-57
• 4.4 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金320℃×2h固溶水淬狀態(tài)組織與性能的影響57-70
• 4.4.1 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金320℃×2h固溶水淬狀態(tài)力學(xué)性能的影響57-59
• 4.4.2 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金320℃×2h固溶水淬狀態(tài)組織的影響59-65
• 4.4.3 320℃×2h固溶水淬狀態(tài)斷口形貌及斷裂機理分析65-70
• 4.5 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金340℃×2h固溶水淬狀態(tài)組織與性能的影響70-76
• 4.5.1 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金340℃×2h固溶水淬狀態(tài)力學(xué)性能的影響70-71
• 4.5.2 鎂含量對擠壓高鋁鋅合金340℃×2h固溶水淬狀態(tài)組織的影響71-76
• 4.6 本章小結(jié)76-77
• 第5章 銅含量對擠壓高鋁鋅合金組織與性能的影響77-89
• 5.1 銅含量對高鋁鋅合金擠壓態(tài)組織與性能的影響77-84
• 5.1.1 銅含量對高鋁鋅合金擠壓態(tài)力學(xué)性能的影響77-78
• 5.1.2 銅含量對高鋁鋅合金擠壓態(tài)組織的影響78-84
• 5.2 銅含量對擠壓高鋁鋅合金固溶水淬狀態(tài)組織與性能影響84-88
• 5.2.1 銅含量對擠壓高鋁鋅合金固溶水淬狀態(tài)力學(xué)性能的影響84-85
• 5.2.2 銅含量對擠壓高鋁鋅合金固溶水淬狀態(tài)組織的影響85-88
• 5.3 本章小結(jié)88-89
• 第6章 結(jié)論89-91
• 參考文獻91-94
• 后記94-95
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表及科研情況95

【參考文獻】

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本文編號：294240