含Sc7050合金蠕變時(shí)效硬化行為研究.pdf

1、7050鋁合金是航天航空工業(yè)重要的結(jié)構(gòu)材料。稀土元素Sc的加入能有效改善合金的微觀組織和力學(xué)性能。蠕變時(shí)效成形工藝是在應(yīng)力和溫度的雙重的作用下，使合金在時(shí)效處理的同時(shí)發(fā)生變形，通常蠕變時(shí)效所加載應(yīng)力遠(yuǎn)低于合金的彈性極限。這種時(shí)效處理技術(shù)避免了后續(xù)變形加工引進(jìn)的內(nèi)應(yīng)力，使得合金的性能進(jìn)一步提高，且由于施加應(yīng)力，合金的變形和高密度位錯提升了形核的驅(qū)動力，細(xì)化晶粒，有效的改善了合金的性能。7050鋁合金主要應(yīng)用于大型壁板的材料，其合金化程度較

2、高，是可熱處理合金，但常規(guī)的熱處理時(shí)效和后加工技術(shù)并不能滿足工業(yè)的需求，且發(fā)達(dá)國家已將時(shí)效成形工藝成功地應(yīng)用于大型壁板的制造，國內(nèi)尚沒有相關(guān)報(bào)道。因此，研究含Sc7050鋁合金蠕變時(shí)效行為具有非常重要的理論和實(shí)際意義。本文采用傳統(tǒng)熔鑄法制備三種不同Sc含量的7050鋁合金鑄錠，研究了Sc對7050合金微觀組織和力學(xué)性能的影響。通過對合金板材常規(guī)及蠕變時(shí)效處理，對比研究了含Sc7050合金的蠕變時(shí)效硬化行為及力學(xué)性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如

3、下：
　　1、研究了不同熱處理狀態(tài)含 Sc7050合金的微觀組織。結(jié)果表明：不含Sc7050合金的鑄態(tài)組織為粗大的樹枝晶，隨著Sc元素的添加，枝晶組織明顯減少，并轉(zhuǎn)化為等軸晶，Sc含量越高，晶粒組織越細(xì)，0.3％Sc時(shí)細(xì)化效果最好。Sc元素的添加，可以改善晶界偏析。
　　2、對比研究了含Sc與不含Sc7050合金常規(guī)及蠕變時(shí)效硬化行為，分析了Sc對合金時(shí)效硬化行為的影響規(guī)律。結(jié)果表明：常規(guī)時(shí)效時(shí)，Sc元素的加入，可以使705

4、0合金的硬度得到提高，并且還可以合金提高抗過時(shí)效的能力；提高時(shí)效溫度，合金達(dá)到峰值時(shí)效的時(shí)間縮短。綜合考量，150℃時(shí)效時(shí)，時(shí)效效果較好；在應(yīng)力狀態(tài)下時(shí)效后，合金硬度有一定下降，且達(dá)到峰值時(shí)效的時(shí)間有所降低。應(yīng)力狀態(tài)對合金的蠕變時(shí)效硬化行為有一定影響，壓應(yīng)力狀態(tài)下的合金硬度稍大于拉應(yīng)力狀態(tài)下的合金硬度值。
　　3、研究了Sc對7050合金板材蠕變時(shí)效后回彈率的影響。結(jié)果表明，含Sc與不含Sc7050合金板材在蠕變時(shí)效后均存在一定的

5、回彈現(xiàn)象，時(shí)效溫度越高，時(shí)效時(shí)間越長，回彈率越低；Sc對合金板材蠕變時(shí)效后的回彈率有明顯影響，且Sc含量越高，回彈率越低，因而越有利于板材的成形。
　　4、對比研究了蠕變時(shí)效對含Sc與不含Sc7050合金拉伸性能的影響。結(jié)果表明：經(jīng)過150℃×9h蠕變時(shí)效處理后，在Sc含量相同的情況下：與軋制方向成不同角度時(shí)，合金的屈服強(qiáng)度沒有明顯差別；但抗拉強(qiáng)度則呈現(xiàn)明顯的各向異性，與軋制方向成00角時(shí)，合金的抗拉強(qiáng)度最高，成450角時(shí)次之，成