基于高壓扭轉(zhuǎn)變形的Al-Zn-Mg-Cu合金微觀組織及力學(xué)性能研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu合金作為新一代的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具有密度小、比強(qiáng)度高、韌性好、擴(kuò)散性能好、熱加工性能以及焊接性能優(yōu)異等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最有可能替代鋼、鐵的有色金屬材料。作為一種新型輕量化的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金在汽車工業(yè)、船舶工程、航空航天、國防軍工以及核工業(yè)等領(lǐng)域得到高度重視和廣泛應(yīng)用，尤其在航空工業(yè)領(lǐng)域，Al-Zn-Mg-Cu合金的用量已成為衡量現(xiàn)代航空工業(yè)先進(jìn)性的顯著標(biāo)志。
　　本文結(jié)合Al-Zn-M

2、g-Cu合金的變形特點(diǎn)，采用限制型高壓扭轉(zhuǎn)模具，在不同工藝參數(shù)（變形溫度、扭轉(zhuǎn)圈數(shù)、加載壓力）下對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金進(jìn)行高壓扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。采用多種現(xiàn)代材料表征技術(shù)（OM、EBSD和XRD）和相關(guān)定量計(jì)算理論，對(duì)不同工藝參數(shù)下變形后的試樣微觀組織、亞結(jié)構(gòu)（晶界特征及取向差）、晶粒取向、織構(gòu)、微觀應(yīng)變、位錯(cuò)密度等展開了深入研究。結(jié)果表明:高壓扭轉(zhuǎn)變形對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金微觀組織影響明顯，晶粒尺寸由21.7μm顯著細(xì)化到0.72μ

3、m，大角度晶界比例、位錯(cuò)密度明顯增加，織構(gòu)特征減弱，材料的各向異性減弱，組織均勻性增強(qiáng)。Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金合金化程度高，微觀組織中存在大量的多元合金相，其形態(tài)、尺寸和分布對(duì)合金的性能具有重要影響。本文采用SEM、EDS和XRD技術(shù)對(duì)變形后合金中多元合金相的相組成、形貌、數(shù)量和分布進(jìn)行了深入研究，并對(duì)多元合金相回溶的微觀機(jī)制進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:變形溫度和扭轉(zhuǎn)圈數(shù)是影響多元合金相回溶的兩個(gè)關(guān)鍵因素，并對(duì)合金的相組成產(chǎn)生影響;高

4、壓扭轉(zhuǎn)變形過程中隨著變形溫度和扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的增加，合金中AlCu相消失，η(MgZn2)和θ(Al2Cu)所對(duì)應(yīng)的衍射峰強(qiáng)度降低，合金變形后主要由α(Al)+η(MgZn2)+θ(Al2Cu)相組成。
　　此外，對(duì)變形試樣開展室溫下力學(xué)性能測(cè)試，研究高壓扭轉(zhuǎn)變形工藝參數(shù)對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金抗拉強(qiáng)度和延伸率的影響規(guī)律，同時(shí)采用掃描電鏡對(duì)試樣斷口進(jìn)行掃描，對(duì)變形后合金的斷口形貌、微觀組織特征和斷裂機(jī)制進(jìn)行了深入分析。結(jié)果表明:高壓