【摘 要】
:
航空航天、汽车船舶等工业领域的快速发展以及双碳周期的开启对轻量化材料性能的要求日益提高。Al-Cu系合金具有比强度高、易加工、成本低等特点,在材料领域应用广泛。但是,轻量化发展对Al-Cu系合金的强塑性提出了更高的要求。此外,Al-Cu系合金的主要强化相为亚稳态θ’-Al2Cu,其在高温下易粗化,导致合金高温强度和热稳定差,亟需开展相关研究,提高其高温力学性能。通过微合金化、塑性加工及合适的热处理
论文部分内容阅读
航空航天、汽车船舶等工业领域的快速发展以及双碳周期的开启对轻量化材料性能的要求日益提高。Al-Cu系合金具有比强度高、易加工、成本低等特点,在材料领域应用广泛。但是,轻量化发展对Al-Cu系合金的强塑性提出了更高的要求。此外,Al-Cu系合金的主要强化相为亚稳态θ’-Al2Cu,其在高温下易粗化,导致合金高温强度和热稳定差,亟需开展相关研究,提高其高温力学性能。通过微合金化、塑性加工及合适的热处理,有望开发出高强塑和热稳定优异的Al-Cu系合金。在Al-Cu系合金中添加微量合金化元素Sc,可细化基体晶粒,促进θ′析出相形核,提高其数密度和高温稳定性。轧制作为应用广泛的塑性加工方法之一,可获得性能优良的Al合金。因此,本文通过轧制和低温时效相结合的工艺,制备了高强塑Al-Cu-Sc合金,并借助多种组织表征和性能测试方法,得出主要结论如下:(1)主合金化元素Cu及微合金化元素Sc均可细化铸态Al基体晶粒,随着Sc含量增加,α-Al基体组织呈现枝晶向等轴晶转变的趋势。铸态合金存在球状和连续条状粗大初生相以及严重的成分偏析。双级均质化处理后,Al-Cu-Sc合金的α-Al相由枝晶全部转变为等轴晶,成分偏析消失;随着Sc含量的增加,晶粒细化显著。(2)均质态合金经轧制变形处理后强度明显提高,揭示了轧制Al-Cu-Sc合金的室温强韧化机制。冷轧Al-3Cu-0.5Sc合金屈服和抗拉强度分别高达~340 MPa和~358 MPa,主要是由于Sc元素的微合金化作用提高了合金固溶强化、位错强化及晶界强化对屈服强度的贡献;依赖于高Cu溶质的固溶强化增强,温轧Al-5Cu-0.5Sc合金屈服强度进一步提高至~391MPa。(3)研究了Sc元素对轧制合金时效析出的微合金化作用,并揭示了时效Al-Cu-Sc合金的强韧化机制。低温时效(120 ℃)可以缓慢提高轧制Al-3Cu-y Sc合金硬度,并在45 h左右达到峰值。由于低温峰值时效合金晶粒内部析出纳米θ’-Al2Cu相,导致其室温强度和塑性相较于冷轧合金同时提高。时效Al-3Cu-0.5Sc合金屈服强度和均匀延伸率高达~375 MPa和~6.6%,这主要归因于时效过程中Sc元素促进纳米θ’相的形核析出,提高了析出强化对屈服强度的贡献。(4)探究了Sc元素对时效Al-3Cu合金高温强度的影响。在300 ℃高温拉伸过程中,峰值时效(120 ℃)Al-3Cu合金的再结晶比例逐渐增加,合金高温强度较低;而加入0.5 wt.%Sc后,合金高温屈服和抗拉强度增加~39 MPa和~36 MPa,归因于Sc元素提高了合金晶粒的热稳定性,动态再结晶受到抑制。
其他文献
越橘因其果实风味独特,多汁爽口,酸甜适中,富含多种苯丙氨酸代谢产物,具有抗癌、抗衰老、降血压等保健功能,被誉为“浆果之王”。课题组前期获得了越橘第4亚组R2R3-MYB转录因子VcMYB4a,第4亚组主要调控苯丙氨酸代谢途径中木质素合成,但该基因是否调控越橘木质素合成,以及其调控机理并不清楚,因此本试验在前期研究基础上,通过在越橘愈伤组织中过表达VcMYB4a、在拟南芥中异源表达VcMYB4a以及
随着汽车行业的快速发展和人们环保意识的提升,轻量化、安全、节能和环保成为了汽车发展的主流方向。在汽车轻量化领域,车轮作为汽车的重要组成部件,具有很大的轻量化前景。汽车车轮的轻量化主要集中在轮辋,其主要途径是采用更高强度的材料,在满足承载能力的同时显著降低重量。在钢制车轮的生产过程中,高强钢轮辋主要采用闪光对焊工艺实现材料的连接,而稳定、可靠的焊接质量是保障汽车产品安全性及使用寿命的前提。闪光对焊工
镁合金作为一种最轻的金属结构材料,在实现轻量化的同时,还具有高比强/比刚度、导热性能好、电磁屏蔽性能优良和环境友好等特点。在汽车制造、通讯电子、航空航天等工业领域具有广阔的应用前景。但是由于镁合金具有密排六方结构,室温下可开动独立滑移系少,造成其塑性变形加工能力较差,极大地限制了变形镁合金的广泛应用。本研究基于现有的非对称挤压技术,提出一种新型非对称大剪切挤压变形(非对称挤压+大剪切变形)方法。这
为了将钛合金和铝合金的优良性能相结合,钛合金/铝合金复合结构的研究受到越来越多的关注。在汽车制造、航空航天、军事装备生产、轨道运输等领域具有较多的应用。正是因为钛合金和铝合金具备密度低、耐腐蚀、机械性能好等优点,使得其具有广泛的使用场景。但是,钛合金和铝合金之间具有区别较大的热物理性能,而且两者在彼此之中的互溶度也较差,容易生成金属间化合物。钛合金和铝合金生成的金属间化合物多为脆性相,增加了两者之
氨(NH3)作为生产肥料、药物等产品的重要原料,在人类的生产和生活中扮演着重要的角色。传统的工业制氨方法(Haber-Bosch法)需要通过大量石油、煤等不可再生能源的燃烧来提供动力,这加速了温室气体(CO2)的排放,从而导致温室效应、冰川融化等问题,严重威胁人类的生态环境。而随着世界人口不断增加以及工业扩大化生产给环境带来的压力越来越大,中国提出碳中和碳达峰战略,发展绿色可持续的制氨方法可助力实
蔬菜生产中,氮素营养是影响蔬菜产量和品质的关键因素,NO3-是蔬菜作物获得氮素营养的主要来源。硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)是蔬菜作物氮代谢过程中的酶,这些酶基因高效表达有利于蔬菜作物对氮的高效利用,从而促进蔬菜作物生长发育、品质和产量形成。结球白菜是喜硝态氮的蔬菜,在其栽培过程中,科学施用硝态氮可大大提高产量,改善品质,但是过量的硝酸盐供应可导致土壤中高硝酸盐
<正>习近平总书记在2021年全国宗教工作会议上指出:“要支持引导宗教界不断加强自我教育、自我管理、自我约束,全面从严治教,带头守法遵规、提升宗教修为。加强宗教团体自身建设,完善领导班子成员的民主监督制度。要全面推进宗教工作法治建设,深入开展法治宣传教育。”习近平总书记的重要讲话,高屋建瓴、思想深邃,是指导新时代宗教工作的纲领性文献,不仅为做好新时代宗教工作指明了方向、提供了遵循,也为宗教界提出了
有机无机杂化钙钛矿材料,具有禁带宽度小、光催化活性好、高载流子迁移率、对于PH值不敏感等优点,适合广泛应用于光电半导体器件中。2009年“纳米时代”到来,推动了钙钛矿太阳能电池组件的快速发展。然而,目前二维钙钛矿太阳能电池的光电转换效率仍然相对较低,提高器件性能已成为这方面的研究重点;还有一个重要原因是用二维钙钛矿作为光学器件时稳定性差,难以在恶劣条件下稳定运行,这就会极大地限制了其商业化应用进程
水稻是我国的主要粮食作物,干旱胁迫对水稻的生长发育有极大的影响,严重时可能会导致水稻的死亡。目前因干旱而发生的水稻减产情况是我们需要急切解决的问题,水稻的抗旱响应过程是十分复杂的,受多个基因调控,通过传统的育种方法很难提升水稻品种抗旱性,因此水稻的抗旱研究具有重要的现实意义。本实验以OsC2H2-96基因为研究对象展开研究,获得了以下主要结果:1.水稻基因OsC2H2-96的生物信息学分析根据氨基
对苯二甲酸乙二醇酯(BHET)作为一种重要的化工材料中间体,是合成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的重要原料,而用PET生产的聚酯纤维具有优良的性能,用途广泛;同时BHET也被广泛应用于各种不饱和聚酯树脂的合成。目前由PET材质废料解聚所得BHET存在着粒度分布差、粒度小、纯度低等问题,严重制约着后续生产。故本论文以此为研究背景,结合冷却与溶析结晶各自优点进行耦合,开发出一条产品粒度大、粒度分布集中