混合稀土和成形工艺对Al-Mg-Zn合金组织和性能的影响研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yun0558
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Al-Mg-Zn系铝合金属于固溶强化型合金,以ZL305合金为代表,具有高强度、高耐腐蚀性能等优点,广泛应用于造船、航空等领域。但是该合金的铸造流动性差,热裂敏感性强,在熔化和浇铸过程中合金液吸气易使铸件中极易产生针孔和夹渣,限制其推广应用。此外,如何通过改变合金中添加的成分或者改善热处理工艺方式以进一步提高该类铝合金的性能等方面也有待深入研究。本文研究了Ce/La混合稀土含量、工艺方法和热处理对以ZL305合金为代表的Al-Mg-Zn合金的显微组织及力学性能的影响,为该合金的高性能成形制备和应用提供技术基础。首先在Al-8Mg-1Zn合金(ZL305合金)中添加不同含量的Ce/La混合稀土,研究稀土含量对合金的显微组织和力学性能的影响规律。结果表明,随着稀土含量从0%增加到0.4wt.%,初生α-Al晶粒的尺寸减小,同时ZL305合金的力学性能也有提升,当Ce/La的含量达到0.1wt.%时,性能达到最佳,铸态抗拉强度为227MPa,伸长率为3.4%。当稀土含量进一步升高时,会生成较多针状的富稀土相在晶界富集,容易割裂基体,使合金的力学性能下降。其次研究了半固态超声振动和挤压成形对Al-8Mg-1Zn合金组织和性能的影响。结果表明,挤压成形的合金晶粒细化效果明显,铸态抗拉强度达到267MPa,伸长率达到5.6%;施加半固态超声振动的重力成形合金初生相变得更加圆整,铸态抗拉强度为203MPa,伸长率为3.8%;采用半固态超声挤压成形合金的晶粒与未超声处理的合金相比变得更为粗大,是因为在金属液的半固态状态下施加超声处理使部分初生α-Al有充分的时间长大,其抗拉强度为247MPa,伸长率为4.4%,与液体挤压成形合金相比抗拉强度和伸长率都降低,主要原因是半固态超声振动时Al-8Mg-1Zn合金中的Mg容易氧化和夹杂,使性能降低。另外研究了混合稀土和工艺方法的复合作用对Al-8Mg-1Zn合金组织和力学性能的影响。在添加稀土挤压成形的合金中,初生相主要呈树枝晶分布,液态挤压成形的合金力学性能要优于重力成形的合金,其中添加0.2%RE合金的力学性能达到最优,铸态抗拉强度为302MPa,伸长率为7.2%;在加入稀土、施加半固态超声处理挤压成形的合金中,树枝状α-Al基本消失,含0.2%RE的合金的铸态抗拉强度达到254MPa,伸长率达到5%,相比未超声处理挤压成形的合金性能下降,主要原因还是半固态超声振动时合金中的Mg元素容易氧化和夹杂。最后对不同稀土含量和工艺下的Al-8Mg-1Zn合金采用了固溶处理和时效处理。对比了固溶前后合金显微组织和性能的改变,固溶之后,合金中第二相基本溶入基体中,合金的力学性能比铸态下的合金有了明显的升高。重力成形的合金中添加0.1%Re合金性能最优,抗拉强度达到311MPa,伸长率达到7.3%;添加稀土的挤压成形合金中,含有0.2%Re合金性能最优,抗拉强度达到402MPa,伸长率达到24.8%;在施加半固态超声处理重力成形的合金中,含有0.3%Re合金性能最优,抗拉强度达到344MPa,伸长率达到12%,超声后的合金改善效果更为明显;施加半固态超声处理挤压成形的合金中,含0.2%Re合金的抗拉强度达到405MPa,伸长率达到21%,高于其他含稀土合金。当固溶温度超过440℃时,合金中的第二相易发生熔化,产生过烧,使合金性能下降。合金经过人工时效之后依然保持着较高的抗拉强度和伸长率,但是提升效果不明显。
其他文献
在2004年,叶均蔚等创新性地提出了五种及以上(近)等原子比组元构成的合金设计理念,称之为高熵合金。其中,面心立方(FCC)结构的CrFeCoNi系高熵合金具有优异的塑(韧)性,但强度不足。针对该问题,大量研究表明,析出强化在该系高熵合金中获得了良好的效果。例如在该合金中添加一定量的Al析出长条形态的B2相,添加一定量的Ti析出球形态的L12相,而复合添加又可进一步调控L12的特征。可见,Ti和A
低等白蚁肠道是一种天然的生物反应器,能破坏木质纤维素生物质结构抗性屏障,降解并利用其中多糖组分。低等白蚁前中肠主要对木质纤维素生物质进行预处理解除其木质素结构抗性屏障,从而使白蚁后肠共生微生物群落通过分泌多种酶对暴露出来的多糖组分进行降解利用。其中内切葡聚糖酶(Endoglucanase,EG)传统上被认为是纤维素水解的主要酶之一。前人的研究发现EG主要都存在于白蚁后肠中,且主要是由白蚁共生微生物
随着先进制造技术的发展,在传统条件下对加工影响不大的机床动力学特性已成为阻碍机床性能提升的主要因素。机床加工的空间位置变化后,系统的质量矩阵、刚度矩阵、阻尼矩阵均会改变,从而导致整机动力学特性变化。然而,目前整机动力学特性的研究存在一定的局限性。首先,针对全空间位置的振动响应集合,通过传统的逐条分析动力学特性的方案效率低下;其次,机床动力学参数未与各部件之间的差异结合,难以直接表征机床整机动力学特
学位
学位
目前,随着《水污染防治行动计划》的颁布与日益严格的污水氮排放标准的要求,污水处理厂普遍正在进行或已完成提标改造,二级生化出水基本为低碳氮比污水,由于反硝化碳源不足导致脱氮效果欠佳,难以满足氮素的排放要求,因此需要外加碳源进行深度脱氮处理,传统液体碳源存在药剂成本过高、需要投加设备等弊端。针对此问题,本试验通过制备具有缓慢释碳功能的新型固体缓释碳源,作为反硝化生物滤池(DNBF)微生物载体同时为反硝
自上世纪研发问世以来,GPS系统凭借其超高覆盖率、精准定位、全天候工作等特点,在社会的各个领域均得到了广泛的应用,解决了以往在海路运输、采矿、测绘等工作中的定位难题。同时,在军事领域,GPS的重要及关键性作用也是不言而喻,比如各种制导导弹、巡航导弹的精确打击,这些军事武器的精准打击背后都离不开强大的GPS定位系统。但不可避免的是,GPS的广泛运用也带来了一系列黑色产业,许多不法分子不断滥用GPS技
土壤水热因子是影响作物生长发育的重要因子,尤其是在黄土高原自然植被恢复过程中。通过对黄土高原不同自然植被恢复阶段的土壤水分和温度的长期监测,研究植被恢复过程中土壤温度和水分的动态变化及其相关性。结果表明:8—10月草地群落的土壤温度显著高于其他群落,11月辽东栎林群落的土壤温度显著高于其他群落,随着植被恢复,土壤温度变化的范围和峰值均有不同程度的减小,土壤水分有所减少,但并不影响土壤水分随时间变化
聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK),是一种综合性能优异的热塑性特种工程材料,经碳纤维增强后其力学性能可以获得进一步提升,在航空航天、汽车工业、医学移植领域具有广泛的应用空间。当前对于碳纤维增强PEEK的研究主要集中在热压、注塑等传统工艺上,而该类制造工艺难于适应高度个性化定制领域的应用。熔融沉积成形(Fused Deposition Modeling,FDM)是一
学位