PDF《Zr超塑铝合金之研究》

0 多年的时间内, 未能将此项研究成果投入生产使用. 现将此项成 果发表,以期有意者能将其推向实际应用. l 维普资讯 http://www.cqvip.com

2 z ~

1 0 M g ― Z r 否盛g姜2.1合金的化学成份 A

1 2 Mg

3 Z n

3 占大部份, A

1 与A

1 2 Mg

3 Z n

3 的伪二元 合金化学成份如表

1 所示. 相图如图 l ¨ 】 , A

1 . Z n . Mg三元合金的等温截面 根据 A

1 一Zn―Mg 合金的三元相图来看, 锌, 镁在 图如图2 . 表1AI-Zn10-Mg-Zr合金的化学成份 成份 Z n M g Z r A l 杂质总量 含量 ( 重量%)

9 .

1 l O .

9 .

1 .

1 O .

4 . O .

5 余量 <

O .

5 ^ p V 煞赠\.、\ \

4 8

9 . 、 一.;

a 厂E、|a{,flA124681O121116Zn. % ( n o m a c c e) 图1A1-T(A12Mg3Zn3)伪二元相图 图2 A

1 - Z n - Mg 三元相图A l 角 由上图可见 A I 一10Zn-Mg 合金在

4 2 0℃以上 为单向a 固溶体, 为了细化晶粒, 并使晶粒保持 稳定, 加入了合金元素锆, 锆在合金中以 Z r A I

3 形态存在, 其大小、形状及分布状态对合金的性 能影响很大, 当它呈细小弥散状态分布时, 一方 面成为结晶核心, 起着细化晶粒的作用, 另一方 面分布在晶界上则起着封锁边界的作用, 阻碍晶 粒长大, 其电镜图如图

3 所示, 如果 Z r A

1 3 呈粗 大针状分布如图4 所示, 则在合金中起着类似杂 质的破坏作用,在变形过程中是应力集中的源 地, 并容易形成空穴.

2 . 2熔化与铸锭 合理的熔铸工艺是获得良好晶粒组织的首 要条件, 熔炼时应注意以下几点

1 ) 要使Z r A

1 3 呈细小状态分布, 而不是呈粗 大针状

2 2 )熔铸温度应准确控制,温度太高,则合 金吸气量大、 渣发黑、 铸锭组织疏松, 温度太低, Z r A

1 3 会熔析出来, 形成粗大针状晶. 熔化用中频感应炉, 铸锭用水冷铜模、良好 的铸锭, 其晶粒大小应在2 O u m以下, 无粗大针 状的 Z r A

1 3 , 其显微组织如图 5所示, 其平均晶 粒度为 l

7 U m.

2 l

3 形变热处理制度 合理的形变热处理制度是获得细粒结构, 从 而获得超塑性的另一重要条件. 通过形变热处理 使O晶粒得到破碎, 亚稳态 Z r A

1 3 晶粒沉淀析出. 成为新晶粒结晶的核心, ~方面促使连续再结晶 成细晶粒,同时也起着钉轧晶界.防止晶粒长大 的作用,其工艺要点如下:

1 )铸锭要首先进行均匀化.均匀化后的组 织如图 6所示. 维普资讯 http://www.cqvip.com

2 )然后进行热轧, 热轧后的组织如图 7所3)最后进行冷轧, 冷轧态组织如图8 所示.

4 ). 板材在冷轧态即可进行超塑成型.为使 冷轧板平整或变软 ,以便于下一步操作 ,也可进 行退火再结晶, 再结晶后组织如图9 所示. 图3弥散分 的Z r A I

3 粒子暗场 电镜 x

6 0 k 5合金的铸态组织,品粒d ~=

1 7

1 x m X

2 0

0 3 A

1 ―

1 0 Z n ― Mg ― Z r 合金超塑变形的力 学特性

3 . 1试验方法: 板材经6

0 %以上的轧制变形, 轧至2 m m厚, 沿轧制方向取拉伸试样, 标距

1 0 m m, 拉伸试验用WD .

1 型电子拉伸试验机, 试样装在 图4粗人针状的Z r A

1 3 颗粒 X

2 0

0 3 段调温的电阻丝加热炉内, 用U J

3 6 型电位差计 控温, 控温精度为±

5 * C , 透射电镜观察用H 一700型透射电子显微镜.

3 . 2超塑变形条件下延伸率与温度的关系 以8,3*1

0 S 的初始应变速率￡进行,其 最大延伸率6 M x与拉伸温度的关系曲线如图