文档介绍：国内图书分类号: TG292 学校代码: 10213 国际图书分类号: 669 密级:公开工程硕士学位论文喷射铸造 Al-Zn-Mg-Cu 合金构件等温成形及时效析出行为硕士研究生: 张波导师: 孙剑飞教授申请学位: 工程硕士学科: 材料加工工程所在单位: 材料科学与工程学院答辩日期: 2012 年 6 月授予学位单位: 哈尔滨工业大学 Classified Index : TG292 .: 669 Dissertation for the Degree of Master in Engineering ISOTHERMAL-FORMING AND AGEING PRECIPITATION BEHAVIOR OF THE SPRAY CASTING Al-Zn-Mg-Cu ALLOY Candidate : Zhang Bo Supervisor : Prof. Sun Jianfei Academic Degree Applied for : Master of Engineering Speciality : Materials Processing Engineering Affiliation : School of Materials Science and Engineering Date of Oral Defense: June, 2012 Degree Conferring Institution: Harbin Institute of Technology 哈尔滨工业大学工程硕士学位论文- I - 摘要 Al-Zn-Mg-Cu 系高强铝合金因其具有高的比强度和韧性、优异的热加工性能, 低密度等特点,被广泛应用于现代航空, 航天领域。本文针对喷射成形高强铝合金终成形的需求,采用物理模拟、数值模拟和实际成形实验等方法,开展其等温锻造工艺基础的研究并进行了热处理工艺研究及其组织性能的测试。采用 SEM 、 XRD 和 TEM 分析了喷射成形技术制备的 Al--- 合金的冶金质量和微观组织。结果表明,沉积态的组织主要是由 5-30 μ m 的等轴晶组成,晶粒内部和边界处分布着大量的第二相颗粒,合金析出相包括 T 相(Mg 32(AlZn) 49 ) 和η相(MgZn 2 ) ,其中η相为合金的主要析出相。进行了沉积态合金热压缩实验。在压缩过程中,合金出现加工硬化与流变软化现象,随着应变速率的降低和温度升高,峰值流变应力值降低;对沉积态合金真应变- 真应变曲线的峰值应力采用指数函数和双曲正弦函数两种形式建立了本构方程。结果表明,双曲正弦函数建立的本构方程可以更精确地描述沉积态合金在变形过程中的流变行为。设计了凹模和凸模两种不同的坯料模具。采用 Deform 软件对高强铝合金不同防扭臂锻件成形过程中的应力场、温度场及速度场进行了分析。最终选用凸模坯料模具,并确定了锻件成形最佳的工艺参数,其中变形温度 420-435 ℃,加载速度 2mm/s 。在 5000t 压力机上经等温锻造成形制备出尺寸对称性较好,精度完全符合设计要求的防扭臂锻件。对预成形毛坯热处理工艺进行了研究,考虑到固溶过程中析出相应充分回溶且防止过烧两方面的因素,最终优化确定防扭臂锻件固溶工艺为 470 ×1 ℃小时+490 ×1 ℃小时,锻件经双级固溶后第二相几乎完全回溶进基体中。在不同时效温度和时间下对锻件的硬度及析出相的尺寸进行分析,最后确定最佳时效温度为 120 ℃, 时效时间 18h 。 TEM 分析表明, 合金在峰值时效后最主要的强化相η′(MgZn) 。喷射铸造技术制备的锻件在双级固溶和峰时效后合金抗拉强度σ b 为 , 为 ,延伸率δ为 % ;与铸锭冶金工艺相比,合金抗拉强度提高 % ,屈服强度提高 % ,延伸率略有下降。关键词:喷射铸造;等温成形;热处理;机械性能哈尔滨工业大学工程硕士学位论文- II - Abstract Al-Zn-Mg-Cu series high stre ngth alloys have been wide ly used in aviation and aerospace due to their high specific strengt h, higher toughness, good hot workability as well as low density. In order to meet the needs ponents, physic