al-cu-mg-(ag)合金析出及变形行为的研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要2XXX系铝合金具有高比强度、优异的高温性能、良好的耐磨损性能及高耐损伤容限等特点，被广泛应用为航空航天结构材料。在高Cu／Mg比的A1．Cu．Mg合金中加入微量Ag能使合金析出一种新的时效强化相(t2相)，提高了该系合金的时效硬化能力、热稳定性和蠕变性能。论文主要研究了A1．Cu．Mg合金在高温热压缩变形过程中的变形特征、加工图和组织演变；探讨了预拉伸变形对A1．Cu．Mg合金组织和性能的影响机理；分析和讨论了A1．Cu．Mg．Ag合金中Q相在不同温度时效的析出行为；并提出了一种能够提

2、高A1．Cu．Mg-Ag合金冷变形板材室温和高温力学性能的双级时效工艺。获得如下结论：(1)Al-3．78Cu一1．67Mg合金的流变应力随应变增加而迅速增大至峰值。合金的峰值应力随应变速率增加和变形温度减少而增大。合金热变形行为可用双曲正弦形式的本构方程描述，其变形激活能为277．8kJ／m01。(2)适合Al-3．78Cu-1．67Mg合金轧制、挤压和锻造等热加工的变形工艺为变形温度为390．420。C，应变速率为O．1．1s～。合金的主要软化机制在高z值为动态回复；低z值为连续动态再结晶。热变形过程中动态

3、析出的A13Zr和A120CuEMn3粒子抑制动态再结晶，并提高合金的变形激活能。(3)随着预拉伸变形量的增大，A1．3．78Cu．1．67Mg合金自然时效态的硬度和屈服强度明显提高，而抗拉强度基本保持不变，延伸率显著下降。合金经10％预拉伸变形处理后，位错密度增大，晶粒的长宽比提高，其抗剥落腐蚀性能降低。(4)Al一4．66Cu一0．51Mg-0．52Ag合金在145．450。C时效1h均可析出Q相。随着时效温度的提高，Q相的尺寸增大；而Q相的数量密度在200。C达到最大值。(5)双级时效热处理可显著提高Al

4、-4．94Cu．0．43Mg．1．04Ag合金冷变形板材的硬度值。与传统的T8峰值时效态相比，合金双级时效峰值的抗拉强度和屈服强度可提高3-7％，而延伸率仍保持在较高水平。双级时效处理的第一级时效可有效地抑制e’相的析出，并且能够中南大学硕士学位论文摘要降低合金中的位错密度；而第二级低温时效可获得更多细小均匀弥散分布的Q相。关键词：A1．Cu．Mg．(Ag)合金，热压缩变形，预拉伸变形，力学性能，剥落腐蚀，双级时效，析出，Q相ⅡABSTRACT2XXXaluminumalloysarewidelyusedint

5、hecommercialaircraftstructuresbecauseoftheirhighstrengthtoweightratio，superiorhightemperatureproperties，gooddamagetolerance，resistancetofatiguecrackpropagationandfracturetoughness．TraceadditionsofAgtoAl-Cu—MgalloyswithhighCu／Mgratiosstimulateallenhancedageha

6、rdeningreactionandexhibitexcellentthermalstabilityandcreepresistance，whichisattributedtotheformationoftheQphaseinthealloy．Deformationcharacteristic，processingmapandmicrostructuralevolutionofanA1一Cu-MgalloyduringhotcompressionwerecharacterizedInthepresentwork

7、．Theeffectsofpre-strainonthepropertiesandmicrostructuresinanA1·-Cu．．Mgalloywerealsoinvestigated．TheprecipitationbehaviorofQphaseatvarioustemperaturesinanA1一Cu-Mg—Agalloywassystematicallyanalyzedanddiscussedindetail．Atypeofduplexagingheattreatmentwasdeveloped

8、toimprovethemechanicalpropertiesatroomtemperatureandelevatedtemperaturesinapre—strainedA1一Cu-Mg-Agalloy．ThemainconclusionsCallbesummarizedasfollows：(1)TheflowstressofAl一3．78Cu．1．67Mgalloyincreas