预变形法制备7075铝合金坯料的半固态微观组织演变规律及形成机制

发布时间：2017-07-14 09:14

  本文关键词：预变形法制备7075铝合金坯料的半固态微观组织演变规律及形成机制

  更多相关文章： 7075铝合金 挤压变形 再结晶 半固态 微观组织

【摘要】：半固态成形作为一种新型的近净成形技术,它结合了液态金属成形性好和固态金属加工成形零件机械性能好等优点,特别适合类似于7075这类固液区间较大、熔点高或强度大的合金。为了实现半固态触变成形,首先要制备出具有触变性的非枝晶组织半固态坯料。塑性预变形半固态坯料制备方法众多,而对该类方法制备半固态坯料微观结构形成机制缺乏系统认识。因此,本课题以7075铝合金为研究对象,采用挤压方法在该合金再结晶温度下(RAP法)和再结晶温度上(SIMA法)进行挤压制备半固态坯料,定量研究了合金在半固态温度区间的组织演变规律,并考察了不同塑性变形方法对半固态组织演变的影响机制。RAP法通过塑性预变形获得沿挤压方向的纤维组织。在半固态温度区间,半固态处理实验结果表明:1)当将坯料加热至半固态温度区间后,形变晶粒发生部分再结晶,逐渐转变成近球形的等轴晶,随后晶粒出现长大和球化;2)预变形的挤压温度越低、变形量越大,则获得的半固态坯料中未熔固相越细小、圆整;3)重熔过程中,半固态晶粒尺寸随着保温温度的增加和保温时间的延长逐渐增大,保温温度越高晶粒的球化速度越快;4)当挤压比为25、挤压温度为250℃,保温温度为620℃、保温时间为10min时,获得的半固态坯料组织最佳,未熔固相的平均晶粒尺寸为35μm,形状系数为0.74。SIMA法首先通过塑性变形获得了部分再结晶组织。半固态等温处理结果表明:1)半固态保温温度和时间与晶粒大小的关系和RAP法的一样,只是相同保温条件下其晶粒的球化速度比RAP法的慢一些;2)在半固态保温过程中,其微观组织中晶粒发生明显的长大和球化。3)保温温度和时间分别为620℃和10min时,所获得的半固态组织最佳。未熔固相的平均晶粒尺寸为53μm,形状系数为0.72。对比研究RAP法、SIMA法和FSP法制备的7075铝合金半固态坯料的微观结构可知:1)再结晶程度高的FSP法制备的7075铝合金半固态组织能在短时间内获得固相晶粒细小、圆整的半固态坯料;2)相比于SIMA法,RAP法所制备的半固态坯料中未熔固相更为细小、圆整,主要是因为采用RAP法所制备制备坯料预变形存储能量大,在半固态保温初期中发生了大面积的再结晶;3)半固态坯料未熔固相的粗化行为与坯料的再结晶密切相关。再结晶程度越高,未熔固相晶粒的Ostwald长大机制所占比例越高;4)半固态坯料质量的高低受保温过程中初始坯料的再结晶行为密切相关,再结晶程度越高,则所获得未熔固相晶粒越细小、圆整。
【关键词】：7075铝合金 挤压变形 再结晶 半固态 微观组织
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG379;TG146.21
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 引言8-9
• 1.2 半固态坯料的制备9-15
• 1.2.1 应变诱导熔化激活法9-11
• 1.2.2 再结晶重熔法11-13
• 1.2.3 机械搅拌法13-14
• 1.2.4 电磁搅拌法14
• 1.2.5 微观结构定量分析方法及主要指标14-15
• 1.3 铝合金半固态加工技术应用现状15-16
• 1.4 研究目的及内容16-18
• 1.4.1 研究目的16-17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 2 实验材料与方法18-21
• 2.1 实验材料的选择18
• 2.2 实验方法18-19
• 2.2.1 挤压加工实验18
• 2.2.2 等温处理实验设备18-19
• 2.3 实验方法19-20
• 2.3.1 挤压加工实验方案19
• 2.3.2 等温处理实验方案19-20
• 2.4 试验方法20-21
• 2.4.1 热物理性能检测20
• 2.4.2 微观结构检测及分析20-21
• 3 SIMA法制备的7075合金半固态微观结构演变规律21-31
• 3.17075 铝合金微观结构及热物理性能分析21-22
• 3.27075 合金固相分数研究22
• 3.3 SIMA法半固态等温处理微观结构22-27
• 3.4 微观结构定量分析27-29
• 3.4.1 保温时间对晶粒尺寸和形状系数的影响27-28
• 3.4.2 保温温度对晶粒尺寸和形状系数的影响28-29
• 3.5 本章小结29-31
• 4 RAP法制备7075铝合金半固态坯料31-47
• 4.1 引言31
• 4.2 预变形对7075合金微观结构的影响31-33
• 4.2.1 预变形量对7075合金微观结构的影响31-32
• 4.2.2 预变形温度对7075合金微观结构的影响32-33
• 4.3 半固态等温处理对微观组织的影响33-37
• 4.3.1 预变形量对半固态组织的影响33-35
• 4.3.2 预变形温度对半固态微观组织的影响35-37
• 4.4 挤压比25坯料半固态等温处理微观组织37-42
• 4.5 微观结构定量分析结果42-46
• 4.5.1 加热工艺对晶粒尺寸的影响42-44
• 4.5.2 加热工艺对晶粒圆整度的影响44-46
• 4.6 本章小结46-47
• 5 再结晶程度对7075铝合金坯料半固态处理微观结构的影响规律研究47-56
• 5.1 引言47
• 5.2 RAP法、SIMA法和FSP法制备的固态坯料微观结构比较47-48
• 5.3 RAP法、SIMA法和FSP法制备的半固态坯料微观组织比较48-52
• 5.4 微观组织定量比较52-53
• 5.5 三种方法制备的坯料在半固态等温过程微观结构演变机理53-54
• 5.6 本章小结54-56
• 6 结论56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-64
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录64

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 林文金;;半固态成型技术的发展与应用现状[J];机电技术;2009年01期

2 张芬萍;李运刚;;固态金属中质点扩散过程理论及方法[J];湿法冶金;2009年04期

3 刘驰,曾松岩,李庆春;稀土对铝-铜合金准固态力学性能和热裂倾向性的影响[J];中国稀土学报;1986年03期

4 王秋良;;液-固态挤压工艺的应用[J];铝加工;1991年04期

5 贺文丽;麻永林;李慧琴;冯佃臣;邢淑清;;低频磁场悬浮固态金属的实验研究[J];内蒙古科技大学学报;2010年02期

6 韩言言;陈乐平;周全;;半固态轻合金制备工艺研究新进展[J];铸造技术;2011年12期

7 邢书明;孙永忠;张密兰;;非固态金属材料压力体积成型中的不等体积原理[J];特种铸造及有色合金;2007年S1期

8 孙文秀;阎殿然;陈学广;董艳春;张然;;液态锌对固态金属腐蚀相变的研究[J];有色金属(冶炼部分);2010年03期

9 邢书明;孙永忠;张密兰;李楠;;金属材料非固态压力体积成形中的不等体积原理[J];特种铸造及有色合金;2007年10期

10 孙家宽,杜之明,罗守靖;金属半固态一维等温轴对称压缩模型的建立及求解[J];塑性工程学报;1998年04期

中国重要会议论文全文数据库 前3条

1 高后秀;杨渝钦;;固态金属中的奇特现象[A];中国电子学会生产技术分会第五届金属材料及热处理年会论文集（三）[C];1994年

2 李激光;康永林;宋仁伯;赵爱民;;高碳工具钢生产的新方法—半固态流变轧制[A];第八届全国塑性加工学术年会论文集[C];2002年

3 李激光;康永林;宋仁伯;赵爱民;;高碳工具钢生产的新方法—半固态流变轧制[A];第二届半固态金属加工技术研讨会论文集[C];2002年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 庚晋;固态金属氢[N];中国矿业报;2003年

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 江海涛;半固态Al-4Cu-Mg合金的制备及微观组织演化研究[D];西北工业大学;2004年

2 李涛;半固态显微组织形成演化与流变性的实时观察研究[D];西北工业大学;2003年

3 田学雷;有关金属液—固态结构相关性若干问题的研究[D];山东工业大学;1999年

4 刘旭波;半固态铝合金浆料智能制备技术和装置研究[D];南昌大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 罗浩林;电磁场作用下稀土元素扩散效应对半固态A356铝合金凝固组织的影响[D];江西理工大学;2015年

2 魏斌;7075铝合金高温固态-半固态组织演变及变形行为研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 夏丹;预变形法制备7075铝合金坯料的半固态微观组织演变规律及形成机制[D];重庆大学;2015年

4 李涛;半固态观察与测量仪的研制及组织演化的初步研究[D];西北工业大学;2001年

5 易荣喜;稀土铝硅合金半固态工艺的研究[D];南昌大学;2006年

6 闫淑芳;Al-Si-Cu-Mg合金半固态变形特征及成形模拟的研究[D];内蒙古工业大学;2005年

7 周丽;半固态锻压制备双金属复合材料技术的研究[D];中南大学;2011年

8 谢伟;ZL101铝合金半固态微挤压流动性研究[D];上海交通大学;2009年

9 孙永根;铝合金—铝基复合材料半固态连接成形研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

10 李拥军;高能超声波搅拌法制备半固态Al-5%Cu合金的研究[D];合肥工业大学;2007年

，

本文编号：540500