隨著航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展,為了提高競爭力,節(jié)約成本,飛機輕量化顯得越來越重要。而與此同時,為了保證大型整體構(gòu)件厚度方向性能的均勻性,迫切地需要開發(fā)出高強度、高韌性和低淬火敏感性的高性能鋁合金。本文采用分級淬火的方法來研究Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc鋁合金的淬火敏感性,繪制了該合金的時間—溫度—轉(zhuǎn)變(TTT)曲線和時間—溫度—性能(TTP)曲線,利用差示掃描熱分析(DSC)、X射線衍射物相分析(XRD)、透射電子顯微鏡觀察(TEM)分析合金等溫過程中的微觀結(jié)構(gòu)變化,結(jié)合Johnson-Mehl-Avrami方程研究合金分級淬火析出過程的相變動力學(xué)。另外采用數(shù)值模擬軟件模擬了該合金采用不同淬火方式得到的溫度場與應(yīng)力場,得到如下結(jié)果:(1)Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc 合金 TTT 曲線和 TTP 曲線呈 C 型,鼻尖溫度在330℃附近,孕育期不到3s;合金的淬火敏感區(qū)間為270℃～390℃,高溫區(qū)(>390℃)淬火敏感性低于低溫區(qū)(<270℃)。合金固溶后,在淬火敏感區(qū)間之內(nèi)應(yīng)快速冷卻(大于15℃/s...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的發(fā)展概況
    1.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的微觀組織
        1.2.1 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的元素及其作用
        1.2.2 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的微觀組織與性能
    1.3 Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金的淬火敏感性
        1.3.1 Al-Zn-Mg-Cu鋁合金在慢速淬火過程中的相變
        1.3.2 評價Al-Zn-Mg-Cu淬火敏感性的方法
        1.3.3 淬火敏感性的影響因素
    1.4 淬火過程數(shù)值模擬技術(shù)
        1.4.1 淬火過程數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展
        1.4.2 國內(nèi)外常用的數(shù)值模擬軟件
    1.5 本論文研究目的、意義與內(nèi)容
        1.5.1 研究目的與意義
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗材料及方法
    2.1 實驗整體流程
    2.2 實驗方案
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 固溶—分級淬火—時效熱處理
    2.3 組織觀察
        2.3.1 XRD分析
        2.3.2 DSC分析
        2.3.3 TEM觀察
    2.4 性能分析
        2.4.1 硬度測試(布氏硬度)
        2.4.2 電導(dǎo)率測試
    2.5 TTT曲線繪制
    2.6 TTP曲線繪制
第三章 Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc合金的淬火敏感性
    3.1 實驗合金的TTT曲線
        3.1.1 合金淬火態(tài)電導(dǎo)率及其變化
        3.1.2 TTT曲線的繪制
    3.2 實驗合金的TTP曲線
        3.2.1 合金時效態(tài)硬度及其變化
        3.2.2 TTP曲線的繪制
    3.3 不同Sc含量對Al-Zn-Mg-Cu-Zr淬火敏感性的影響
    3.4 JMatPro軟件模擬的TTT和CCT曲線
    3.5 分析與討論
        3.5.1 析出的熱力學(xué)驅(qū)動力
        3.5.2 析出相的形核、長大與粗化
        3.5.3 合金的相變動力學(xué)
    3.6 本章小結(jié)
第四章 Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc合金的組織觀察與分析
    4.1 DSC分析
    4.2 XRD分析
    4.3 TEM觀察
    4.4 結(jié)果分析與討論
        4.4.1 淬火敏感性產(chǎn)生的原因
        4.4.2 Sc元素對合金淬火敏感性的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc合金淬火過程的有限元模擬
    5.1 基本假設(shè)及數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 淬火過程基本假設(shè)及參數(shù)設(shè)定
        5.1.2 淬火過程中溫度場數(shù)學(xué)模型
        5.1.3 淬火過程中應(yīng)力場數(shù)學(xué)模型
        5.1.4 等效應(yīng)力
    5.2 Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc鋁合金的物性參數(shù)曲線
    5.3 有限元模型的建立
    5.4 淬火溫度場分析
    5.5 淬火應(yīng)力場分析
        5.5.1 淬火殘余應(yīng)力分布
        5.5.2 應(yīng)力場整體變化趨勢
        5.5.3 構(gòu)件淬火變形結(jié)果
        5.5.4 不同淬火方式對合金殘余應(yīng)力的影響
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：4001759