Al-Zn-Mg系鋁合金作為可熱處理強化型的輕量化材料,在一定的制備與熱處理工藝下能夠獲得與傳統(tǒng)鋼材相媲美的強度(600MPa～800MPa),因而成為了國防裝備與民用設施領域的重要材料。時效過程中形核生長的單個納米甚至幾十納米的強化型析出相是該系合金的高強度的來源,納米析出相與外載荷條件下出現的位錯相互作用,在切割與繞過機制下阻礙位錯的運動,在一定程度上抵抗晶格發(fā)生塑性形變。通過調整添加至純鋁中的主要合金元素(包括Zn、Mg等)的含量與優(yōu)化時效工藝能夠實現合金性能的改良。合金成分是影響納米析出相的根本因素,而人工時效的工藝流程與參數調整是關鍵,因而兩者一直以來是材料工作者的研究重點。但是自然時效缺乏一定的可控性且受限于表征手段,而合金成分對合金析出行為的影響缺乏系統(tǒng)性的研究。近些年來,先進表征技術的相繼出現及發(fā)展使進一步探究上述問題成為了可能。本文以7N01鋁合金自然時效的研究為出發(fā)點,設計了四種具有不同Zn/Mg原子比的自制合金。運用顯微維氏硬度儀獲得了每種合金在不同時效狀態(tài)下的硬度變化曲線,利用三維原子探針(3DAP)、高角環(huán)形暗場掃描透射電子顯微鏡(HAADF-STEM)、透射電...

【文章頁數】：81 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 Al-Zn-Mg系鋁合金的應用概況及研究現狀
        1.2.1 Al-Zn-Mg系鋁合金的應用概況
        1.2.2 國外、國內Al-Zn-Mg系鋁合金的研究現狀及發(fā)展趨勢
    1.3 主要合金元素對析出相及合金性能的影響
        1.3.1 主要合金元素對析出相的影響
        1.3.2 主要合金元素對合金性能的影響
        1.3.3 微量元素對合金組織及性能的影響
        1.3.4 雜質元素對合金性能及組織的影響
    1.4 Al-Zn-Mg系鋁合金的析出相類型
    1.5 本論文的研究意義、目的及研究內容
        1.5.1 本論文的研究意義及目的
        1.5.2 本論文的主要研究內容
2 實驗材料和實驗方法
    2.1 實驗材料
    2.2 實驗流程
    2.3 試樣制備
        2.3.1 合金的熔煉及鑄造工藝
        2.3.2 合金的均勻化處理
        2.3.3 合金的軋制及線切割
        2.3.4 合金的固溶熱處理
        2.3.5 合金的時效熱處理
    2.4 測試與表征方法
        2.4.1 X-射線衍射(XRD)
        2.4.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.4.3 三維原子探針(3DAP)
        2.4.4 顯微硬度測試儀(HV)
3 Zn/Mg原子比對Al-Zn-Mg合金析出行為的影響
    3.1 Zn/Mg原子比對時效硬度的影響
    3.2 Zn/Mg原子比對平衡析出相的影響
    3.3 顯微結構分析
        3.3.1 3#號合金的120℃、150℃單級人工時效
        3.3.2 4#號合金的120℃、150℃單級人工時效
    3.4 Zn/Mg原子比對析出相數量密度、尺寸及形貌的影響
    3.5 Zn/Mg原子比對合金析出行為的影響
    3.6 本章小結
4 7N01鋁合金的自然時效析出行為
    4.1 時效硬度變化趨勢
        4.1.1 自然時效的硬度變化趨勢
        4.1.2 兩級時效的硬度變化趨勢
    4.2 原子團簇的STEM形貌
    4.3 原子團簇的APT分析
        4.3.1 原子團簇的數量密度及體積分數演變規(guī)律
        4.3.2 原子團簇的成分演變規(guī)律
        4.3.3 原子團簇的尺寸、形貌演變規(guī)律
        4.3.4 原子團簇的形貌分析
    4.4 自然時效的析出序列
    4.5 本章小結
5 結論
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：4049513