【摘 要】
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7050铝合金具有高强、高韧、耐蚀、高淬透性等性能优点,在航空、航天,国防工业及交通运输等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。研究表明,具有纤维状晶粒组织和小角度晶界的7000系铝合金,强度、断裂韧性及耐腐蚀性能更佳。因此,如何获得高体积分数小角度晶界和未完全再结晶变形组织是提高合金综合性能的关键。7000系铝合金热模拟研究结果表明,增大应变速率能有效抑制合金的再结晶,得到纤维状晶粒组织。时效
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7050铝合金具有高强、高韧、耐蚀、高淬透性等性能优点,在航空、航天,国防工业及交通运输等领域具有重要的应用价值和广阔的应用前景。研究表明,具有纤维状晶粒组织和小角度晶界的7000系铝合金,强度、断裂韧性及耐腐蚀性能更佳。因此,如何获得高体积分数小角度晶界和未完全再结晶变形组织是提高合金综合性能的关键。7000系铝合金热模拟研究结果表明,增大应变速率能有效抑制合金的再结晶,得到纤维状晶粒组织。时效热处理是提高7000系铝合金强韧性和耐蚀性的主要手段,但小角度晶界对合金时效行为及性能的影响也尚未可知。论文选择7050铝合金为研究对象,采用高应变速率轧制（HSRR）技术制备合金板材,调控板材的晶粒组织特征;利用固溶处理、单级时效、双级时效及回归再时效来调控合金板材的第二相特征（种类、分布及体积分数）,探索高应变速率轧制变形过程中合金的再结晶规律及动态析出行为、高应变速率轧制组织对合金固溶及时效行为的影响以及亚结构及析出相对合金力学性能和耐蚀性的影响。论文的主要研究内容和结论如下:（1）阐明了轧制温度（370℃、400℃、430℃、460℃）和应变速率(10s-1、20s-1)对7050铝合金动态再结晶行为及沉淀相动态析出行为的影响。发现高应变速率轧制能获得高体积分数的小角度晶界,且随应变速率的增大而增大,但会随轧制温度的升高而降低。轧制工艺参数为370℃/20s-1时的小角度晶界比例高达95.64%。（2）在高应变速率轧制过程中动态析出了高密度细小第二相,尺寸在25～30nm之间,且析出相尺寸随应变速率的增大而减小。纳米尺度的动态析出相经470℃/0.5h固溶处理后就可以获得较理想的固溶效果。短时固溶处理后的晶粒形貌仍为纤维状,但形成了大量亚晶。（3）挤压态板坯经400℃/20s-1高应变速率轧制和短时固溶处理后,进行120℃/24h（T6态）峰值时效,合金的抗拉强度达622MPa、屈服强度达540MPa,断后伸长率达20.57%,合金的主要强化机制是析出强化及亚晶强化。（4）高应变速率轧制板材经T76（120℃/6h+163℃/12h）和T74（120℃/6h+163℃/24h）时效处理后,合金的耐蚀性得到较明显改善,其中T76和T74剥落腐蚀的评级分别为EB和EA,晶间腐蚀的评级分别为3和2;合金的强度稍稍下降,T76和T74的抗拉强度分别为597MPa和576MPa,屈服强度分别为537MPa和515M Pa,伸长率也有一定的下降,T76和T74的断后伸长率分别为15.54%和13.66%。（5）优化出了较佳的回归再时效工艺参数,为120℃/24h+190℃/0.5h+120℃/24h,试样的力学性能较双级时效的更高,其中抗拉强度为614MPa、屈服强度为561MPa、断后伸长率为16.11%,耐腐蚀性能也得到了改善,剥落腐蚀评级为EB,晶间腐蚀等级为3。回归再时效处理后的晶内析出相特征与T6类似,晶界析出相特征与T76的类似,因此经回归再时效处理的板材具有与T6态相当的力学性能及与T76态相当的耐腐蚀性能。
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