新型铝锂合金(2099和2196合金)挤压材组织与性能的研究

来源 :中南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:oqo235
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
2099和2196合金属于是第三代新型铝锂合金。Alcoa公司研发的2099合金具有平面各向异性小,横向延展性高,裂纹扩展速率低,耐蚀性良好等优点,已用在A380客机机身结构件;而2196合金属于Alcan公司开发的Weldalite049系合金,具有较高的强度和优异的抗腐蚀性能,并具有良好的耐损伤性能,可替代7075合金作为飞机机身面板及机翼横梁等的主结构件,也已用作A380客机的机翼和机身桁条。目前关于这两种合金的微观组织及拉伸力学性能关系未见详细报道。因此,深入探讨2099和2196合金的组织与性能之间关系,以及Mg、Zn在2099合金中的合金化作用和Mg、Ag在2196合金中的合金化作用,对合金未来的研究与利用具有重要的意义。   本文借助金相、扫描电镜和透射电镜等微观组织观察手段,以及硬度测量,力学性能测试等方法,详细研究了不同热处理制度下的2099和2196合金微观组织与常规拉伸力学性能之间的关系,另外也探讨了2099合金中所含的Mg、Zn元素的作用,以及2196合金所含的Mg、Ag元素的作用,得到以下结论:   (1)2099和2196合金时效处理后,无论其是在T6单级或双级还是在T8状态下,合金的抗拉强度均随时效时间的延长逐渐增加,到达一定的时间后达到峰值,随后进入过时效阶段,强度缓慢降低,延伸率则随时效时间延长降低。两种合金时效前的预拉伸变形抑制了δ相的粗化,促进了T1相的形核析出,加强了T1相的沉淀强化效果,显著改善了合金的组织,使合金的力学性能较T6单级和双级处理得到提高。   (2)2099合金T6态单级时效最佳的时效制度为540℃×40min固溶,175℃×40h时效,σb=559Mpa,σ0.2=499Mpa,δ=7.2%;T6双级处理适当的时效工艺为540℃×40min固溶,120××24h+163℃×56h时效,σb=575Mpa,σ0.2=504Mpa,δ=7.8%;T8态最佳时效工艺制度为540℃×40min固溶,3%预拉伸变形+150℃×30h时效,σb=625Mpa,σ0.2=601Mpa,δ=6.1%。   (3)2196合金T6态单级时效最佳的时效制度为540℃×40min固溶,175℃×40h时效,σb=655Mpa,σ0.2=603Mpa,δ=7.6%;T6双级时效处理适当的工艺为540℃×40min固溶,120℃×24h+163℃×56h时效,σb=636Mpa,σ0.2=564Mpa,δ=7.8%;T8态最佳热处理制度为540℃×40min固溶,3%预拉伸变形+150℃×24h时效,σb=705Mpa,σ0.2=684Mpa,δ=5.1%。   (4)T6双级时效工艺条件下,2099合金较T6单级处理,强度有所增加,并且延伸率也有一定的提高;2196合金T6单级处理相比,强度减小,但降幅不大,且延伸率得到极大提高。   (5)T6单级峰时效条件下,含Mg不含Zn的2#合金较同时含Mg和Zn的1撑合金析出的T1相密度小很多,而含Zn不含Mg的3#合金较1#合金析出相中不含θ′相,这表明Mg促进了θ′相的析出,而Zn促进了T1相的形核析出。同时含Mg和Zn的1#合金时效强化效果明显较其他两种合金好,Mg和Zn分别在促进θ′相和T1相析出的同时,Mg与Zn之间产生交互作用抑制了δ′相的长大粗化。   (6)T6单级时效工艺情况下,同时含Mg和Ag的4#较单独含Mg的5#合金析出的T1相多一些,但是合金T6态下是以δ′相和θ″/θ′相为主要的强化相,T1相很少,并不是主要的强化相,并且T1相的析出抑制了合金中δ′相和θ″/θ′相的析出长大。因而T6态下,在4#合金(2196 alloy)中添加微量Ag,较含Mg不含Ag的5#合金强度没有提高。同时含Mg和Ag的4#较单独含Ag的6#合金析出了更多的θ′相和T1相,这表明Mg的添加促进了θ′相和T1相的析出。   (7)合金经过T8处理后,硬度和强度均明显高于T6状态。峰值时效态,几种合金均析出大量尺寸细小、弥散的T1相,且T1相的体积分数均高于T6状态。这是由于时效前引入预拉伸变形在基体内产生大量的位错,为T1相在晶内形核提供有利的形核位置,从而促进T1相在晶内的细小弥散析出。   (8)2099和2196合金经过T8处理后,峰值强度差值较T6处理明显减小,这说明T8处理在提高合金强度的同时分别削弱了Mg、Zn和Mg、Ag元素的微合金化元素的作用。
其他文献
一种基于钒酸铋的低温氧离子导体在80年代就已经出现了。以氧化铜掺杂的钒酸铋(BICUVOX)中组成为Bi2V0.9Cu0.1O5.35(BICUVOX10)在873K以下具有最高的电导率(0.01Scm-1,623K;0.1
学位
大街上汽车的轮胎为什么都是黑的?是因为制造它们的原料橡胶就是黑的吗?不是。世界上第一个轮胎就是白色的,因为白色是橡胶的天然色。实际上,橡胶轮胎的颜色是由生产时加入的添加
在国内外,因石油制品在储存和运输过程中造成的泄漏和溢出对地下环境造成的污染正变得日益严重。石油制品中轻质非水相液体(LNAPLs)污染物在地下系统中的运移是一个水~油~气三相
<正>麦秆画,又称麦秸画,是我国民间艺术中的一朵奇葩。它是由麦秆经过"熏、蒸、漂、刮、推、烫"以及"剪、刻、编、绘"等多道工序,依麦秆本身的光泽、纹彩和质感,略微着色,再
期刊
不锈钢叶轮是工业水泵、通风管道等设备的重要零部件之一,由于叶轮是薄壁复杂曲面零件,采用铸造、模压再焊合等传统加工方法制造的叶轮组织性能差,质量不稳定,使用寿命短,因
学位
锂硫电池被认为是最有发展前景的二次电池体系,相比于传统的二次电池,锂硫电池在理论比容量和理论能量密度上有明显优势,分别达到1675 mAh/g,2600 Wh/kg,这使得锂硫电池成为
催化臭氧氧化技术是近些年发展起来的一种新型的高级氧化技术,它能将水中难降解的有机污染物彻底矿化,因而受到广泛的关注。同其他高级氧化技术一样,它能利用反应过程中产生的羟
本文以医学文献《身体治疗手册》为主要语料,集中探讨文献所体现的语言接触现象.研究认为,文献中的语言接触现象有(i)内部接触和(ii)外部接触两层特点.内部接触主要体现在文
随着我国污水处理程度要求的提高,污水生物处理系统产生了大量的污水污泥,污水污泥的减量化和资源化是一个急需解决的难题。焚烧方法由于可以大幅度减少污泥体积,杀死有机微生物