论文部分内容阅读
Al-Zn-Mg-Cu系合金在塑性和抗蚀性均良好的同时,强度在铝合金中最高,可以变形加工为优良的结构部件。以其为基体引入各种短纤维、长纤维等连续增强体(如SiCw)能制备出性能较合金刚度更高、强度更强的铝基复合材料。本文探究了Zn/Mg添加量、Ti元素含量以及不同时效工艺对Al-x Zn-3.0Mg-1.5Cu-0.1Sr-0.2Zr-yTi合金挤压材组织性能的影响;探索了SiCw、nm-B4Cp增强铝基复合材料的液相法制备工艺;研究了时效工艺对所制备铝基复合材料组织性能的影响。(1)研究用合金采用三种Zn/Mg比(3.13、3.35和3.52)和三种Ti元素含量(0 wt%、0.25wt%和0.5 wt%)。当Zn/Mg比从3.13至3.52浮动时,更高的Zn/Mg比可以使得合金位错密度和位错强度增加,当Zn/Mg比达到3.52时,位错密度达0.51×1014·m-2,位错强度贡献值达38.83MPa,抗拉强度达773.27MPa,断后伸长率为7%。随着合金中Ti元素含量由0 wt%提高至0.26 wt%和0.47 wt%,合金试样组织在0.26 wt%时晶粒尺寸很小且分布均匀,增至0.47 wt%后晶粒再次长大,适量的Ti元素对合金有着抑制晶粒尺寸细化晶粒的作用,同时可以提高耐腐蚀性,明显降低合金的腐蚀深度。过量Ti元素会促进合金回复再结晶程度,对合金组织性能有一定负面影响。(2)研究采用T6、T6I4、T6I6、T6I6-T77和T77-T6I4五种时效制度。T6峰时效促进组织中GP区向η’和η相析出长大,性能适中;T6I4时效使得GP区明显细化,未向η’相和η相转变,强度均比T6态稍高,塑性大幅提高;T6I6态强度和塑性均较T6峰时效有所降低;T6I6-T77时效下,大大提高合金韧性,强度较T6态仅略微下降;T77-T6I4较T6峰时效既保证了合金的强度,又能使得韧性得到提升。同时断续时效对其实验合金耐腐蚀性有较明显的提升作用。T6I6-T77时效使得无Ti试样腐蚀深度由285.68μm降至250.39μm,使含Ti试样腐蚀深度由253.73μm降至150.30μm。(3)研究发现单一SiCw增强AMMCs位错密度和位错强度达到2.82×1014·m-2和91.72MPa;SiCw+B4Cp混杂增强体能使AMMCs组织明显细化,对位错提升更为明显,位错密度和强度分别达到4.50×1014·m-2和115.89MPa。(4)对于SiCw和SiCw+B4Cp复合增强AMMCs,T6峰时效时间为4h。T6I4断续时效和T77-T6I4回归-断续耦合时效对AMMCs的硬度提升不如T6峰时效,但大大提高复材抗压强度与塑性。且SiCw+B4Cp混杂增强比单一SiCw增强对AMMCs的强度提升更大,但塑性有所下降。在T6I4断续时效下达到最高强度932.16MPa,压缩应变达8.33%。