【摘 要】
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Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金具有低密度、高比强度、较好的耐蚀性、优良的加工性能的优点,在新世纪的航空航天、高速动车等先进制造领域有着广阔的发展前景。Al-Zn-Mg-Cu合金的
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Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金具有低密度、高比强度、较好的耐蚀性、优良的加工性能的优点,在新世纪的航空航天、高速动车等先进制造领域有着广阔的发展前景。Al-Zn-Mg-Cu合金的强度取决于合金中Zn、Mg元素的含量,提高Zn、Mg含量有助于提高合金的力学性能。但是传统铸造工艺无法在Zn含量突破8%后继续维持合金的高强度和塑韧性,而亚快速凝固技术能进一步提高Zn的含量,从而提高合金的力学性能。本课题研究亚快速凝固的高Zn合金的组织与性能。本研究工作的目的是针对Al-Zn-Mg-Cu铝合金,通过XRD、DSC、SEM、EDS等现代分析方法来研究亚快速凝固条件下Zn、Mg主合金元素成分变化和微量元素Ce的添加对Al-Zn-Mg-Cu铝合金显微组织和力学性能的影响,以优化合金的综合性能和均匀化处理、固溶处理以及时效处理等热处理工艺。研究结果表明:Zn、Mg含量的增加,使合金枝晶间距减小,枝晶数量增加,晶界面积增加,晶粒均匀性改善,晶粒细化,使主合金元素向晶界处偏聚。但Zn含量过高也造成也形成了大量的共晶化合物,对α-Al基体造成了割裂效果。添加稀土Ce可以使合金枝晶间距减小,晶界面积增加,缩松和夹杂物尺寸相对减小,并减小共晶相层片间距,细化共晶组织,对合金起到显著细晶和净化的作用。随着Zn、Mg含量的提高,合金中的非平衡共晶相数量逐渐增多,亚快速凝固Al-Zn-Mg-Cu合金均匀化处理后,非平衡共晶组织回溶基体。主合金元素含量的提高,可以提高合金屈服强度与抗拉强度,但一定程度降低延长率,牺牲合金塑性。微量Ce能降低合金低熔点共晶相的初熔温度,促进共晶相回溶基体,显著细化共晶相和晶粒,大幅提高合金强度而不牺牲合金塑性。
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