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《南京航空航天大学》 2013年
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新型铝锂合金的热处理工艺及淬火态成形性能研究

李华冠  
【摘要】:为了实现新型铝锂合金2060在热处理过程中的强度与塑性匹配并改善韧性性能,探索新型铝锂合金淬火态(W态)成形的可行性,本文以“固溶-淬火态成形-时效”工艺路线为指导,对新型铝锂合金的固溶、时效工艺以及W态成形性能进行系统研究。采用拉伸试验、撕裂试验测试2060铝锂合金的力学性能;采用透射电子显微镜(TEM)分析其微观组织。 首先,探索固溶温度与时间对2060铝锂合金组织和性能的影响。研究结果表明,在所研究的固溶温度(475℃~555℃)范围内,随着固溶温度的升高,抗拉强度和屈服强度随之提升,塑性降低,断裂韧性下降;而固溶时间(15min~45min)对该铝锂合金强度和塑性的影响较小。采用515℃~535℃,30min的固溶工艺,可实现较好的强度与塑性匹配。2060铝锂合金经过固溶-时效过程后的主要析出相为T1相和δ'相。 其次,通过对2060铝锂合金自然时效行为和W态成形性能研究发现,该合金室温自然时效响应速度较快,而在低于-25℃环境下几乎不发生自然时效现象。2060铝锂合金在T4态的主要强化相为δ′相,塑性、韧性较好,但强度较低。其淬火后60min之内塑性变形过程会出现Portevin-Le Chatelier(PLC)效应;该合金在不同方向上的应变硬化指数(n值)较为一致但随着自然时效时间的延长迅速下降;而塑性应变比(r值)存在明显的各向异性,但随着自然时效时间的延长无较大变化。 最后,对采用525℃,30min固溶后的2060铝锂合金分别进行了单级、多级人工时效以及预变形+人工时效工艺研究。在单级时效中,随着时效温度的升高和时效时间的延长,该合金的强度升高、塑性降低;预时效阶段的主要强化相为T1相δ'相,随着时效的进行,δ'相逐渐转变为T1相,并伴随着无沉淀相析出带(PFZ)的宽化。采用高温(165℃)后低温(130℃~140℃)的多级时效工艺研究发现,165℃,10h+140℃,30h~35h后可实现较好的强度与塑性匹配,大量细小的T1相弥散分布在基体中。通过对2060铝锂合金进行0~5.5%预变形+人工时效处理工艺研究发现,预变形增加了基体的位错密度,促进T1相的均匀和弥散析出,有效避免了PFZ的形成与宽化,可实现更好的强度与塑性匹配,并获得较好的断裂韧性。
【学位授予单位】:南京航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TG166.3

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【参考文献】
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