必发官网铝合金资料功能

　　一,AA 7055 铝合金资料功能摘要 7055 铝合金是现在最先进的商用高强高韧铝合金，具有极高的强度、较好的耐性以及杰出 的抗应力腐蚀性，具有广泛的使用远景。资料在杂乱的执役环境中或许遭到各种不同载荷的 效果，对资料在不同加载条件下力学行为的研讨是完善资料开发、使用以及进行新资料及结 构规划的根底。现在，国内对 7055 铝合金的研讨尚处于起步阶段，关于这类新式高功能铝 合金在不同加载条件下的力学行为研讨依然十分匮乏，一起，现在也没有一个被广泛承受的 本构模型能对该类资料在大的温度和应变率规模内力学行为进行精确描绘。别的，作为现在 研讨资料动态力学行为最为常用的试验设备——分离式霍普金森压杆（SHPB）和分离式霍 普金森拉杆（SHTB），在试验办法和试验技术上没有构成完善、一致的规范，有待进一步 的研讨和展开，比如 SHPB 试验中完成预订应变率的试验参数选取问题，以及 SHTB 试验中 的试样衔接办法等。? 依据以上布景，本文首要针对 SHPB 和 SHTB 试验办法展开了研讨和改进工作；然后，较为 体系地研讨了美国铝业公司出产的 AA?7055-T77 铝合金在不同温度和应变率下的力学功能 及行为，结合微观安排剖析对其部分机理进行了开始研讨，依据试验成果对 Johnson-Cook 本构模型进行了批改，并对本构模型的适用性进行了查验和评论；终究，为评价 AA?7055 铝合金的高速碰击特性，对 AA?7055 铝合金和参阅资料在高速碰击下的厚板成坑行为进行 了研讨和比照剖析。本文首要的研讨内容如下：? 榜首，依据一维应力波理论推导出一个应变率预估公式，以预估公式为中心，提出了一种可 便利完成预订应变率的 SHPB 试验方案规划办法，并经过数值仿真与试验对该办法进行了演 示和验证。? 第二，规划了一种用于 SHTB 设备的楔形卡口式试样衔接办法，并经过数值仿真及试验测验 证明了这种卡口式衔接办法是有用可行的。? 第三，使用 Gleeble 热模仿试验机对 AA?7055 铝合金在不同温度下的低应变率单轴紧缩功能 进行了测验，温度规模为 300~750K，加载应变率分别为 0.0005s-1、0.01s-1 和 1s-1；使用 SHPB 及改进试样衔接办法的 SHTB 设备对其在常温下的动态紧缩功能和动态拉伸功能进行了研 究，应变率测验规模为：动态紧缩时 900~5000s-1，动态拉伸时 500~1600s-1；获得了 AA?7055 铝合金在以上加载条件下的应力应变联系和力学行为。? 第四，依据 AA?7055 铝合金的试验成果，提出了一个包含临界改变温度 哈尔滨工业大学工学博士学位论文? 的温度效应附加函数、一个耦合温度的应变率效应函数和一个包含有用应变的分段应变硬化 函数，归纳以上成果，提出了一个具有上述特征的批改 Johnson-Cook 模型。使用该批改模 型对 7050-T7451 铝合金在较大的温度和应变率规模内的活动应力进行了猜测，得到的成果 与试验成果契合的较好；一起，该批改模型高温下简化方式对 AA?7055 铝合金在本文研讨 规模内的活动应力猜测成果与试验成果契合得较好，得到的成果均优于 Johnson-Cook 模型。 阐明本文提出的批改 Johnson-Cook 模型关于铝合金资料具有较好的适用性。? 第五，对 45%体积分数 SiCp/2024Al 复合资料、2024 铝合金及 2A12 铝合金也进行了部分测 试，获得了这 3 种参阅资料的部分力学功能和资料参数。参阅资料的试验成果以及文献中的 试验数据标明，本文提出的温度效应附加函数相同适用于参阅资料以及部分其它资料。? 第六，在单次动态紧缩的根底上，使用 SHPB 对 AA?7055 铝合金和 2024 铝合金进行不同次 数的循环动态紧缩测验，经过对微观应力应变联系和微观安排改变归纳剖析，研讨了 AA?7055 铝合金动态紧缩时剪切部分化的展开过程。发现了铝合金动态紧缩时试样内部剪切 部分化的构成机理和展开规律。? 终究，使用二级轻气炮体系研讨了 AA?7055 铝合金、45%体积分数 SiCp/2024Al 复合资料和 2A12 铝合金的厚板结构在高速碰击下的成坑行为，碰击条件分别为：4.76mm 直径 2017 铝 合金球形弹丸，速度规模为 1.40~4.47km/s；5mm 直径 GCr15 钢球弹丸，速度规模为 1.56~2.36km/s。并对 AA7055 铝合金和 2A12 铝合金靶板上弹坑周围的微观安排进行了金相 调查和剖析。成果标明，靶板资料的力学性质对成坑的尺度与描摹都有显着的影响，成坑深 度与资料强度成反比。? 本文展开和改进了 SHPB 和 SHTB 试验办法；较体系地获得了 AA?7055-T77 铝合金的力学性 能，并开始获得了其部分力学行为的微观机理，建立了表征该类资料在不同温度和应变率下 力学行为的本构模型。本文获得的研讨成果对动态力学功能测验办法和 7055 铝合金等新式 超高强铝合金的资料规划、开发以及工程使用具有必定的指导意义和参阅价值。 二，合金的显微安排及其演化 喷发成形坯显微安排调查及其物相剖析 对喷发成形坯件不同部位的安排进行了显微调查， 比照圆心处，截面半径中点处和边际处三处的金相安排可知，三处金相安排十分挨近，晶粒 均为等轴状，粒度微观均匀，首要在 20~30 μm，安排无显着微观偏析。晶内弥散散布着 很多细微的一次分出相， 晶界上则分出不接连的条状相。 喷发成形坯的 XRD 谱如图 3 所 示。经剖析得知喷发成形坯安排首要由α(Al)和 MgZn2 组成，一起有少数的 Al2Cu 和 Al2CuMg。 揉捏态显微安排调查 所示为经过热揉捏的金相安排。经过揉捏后，等轴晶被破碎，安排明 显的细密化，且第二相散布愈加均匀，全体上孔隙根本消除。安排有显着的方向性，分出相 沿揉捏方向散布。 三，7055 铝合金的研讨现状及展望 高强铝合金具有密度低、强度高、加工功能好及焊接功能杰出等特色,被广泛使用于航天航 空及民用等范畴。7055 铝合金是新式高强铝合金中的杰出代表,它是在 7050 铝合金根底上 添加 Zn 和 Cu 的含量、下降 Fe 和 Si 杂质的含量而开宣布的一种新式铝合金。研讨成果表 明,7055 铝合金比 7050 铝合金具有更高的强度,一起具有较强的断裂耐性[1]。美国铝业公司 出产的 7055??T77 合金板材强度比 7150 的高 出 10%,比 7075 的高出 30%[2] 。近年来,国内 外正在大力开发强度更高、耐性及耐腐蚀功能更好的新一代 7055 及 7x55 铝合金,其间在优 化合金成分、改进合金安排结构、开发新的热处理准则方面研讨较多 四，热处理对 7055 铝合金的影响 高强铝合金热处理的意图是经过挑选合理的工艺参数, 到达 MPt、GBP、PFZ3 个安排参数间 的最佳合作,使合金得到杰出的归纳功能。超高强铝合金 7055 的热处理首要包含均匀化、固 溶淬火、时效等工艺,其间时效工艺又包含单级时效、双级时效、回归再时效和形变时效。 1 均匀化 众所周知,一切金属和合金凝结时都存在枝晶偏析,有必要经过均匀化处理消除或下降晶内化学 成分和安排的不均匀性,消除或下降铸锭的内应力,促进第二相溶解,减小第二相的体积分数, 并进步合金元素在基体中的固溶度,然后增大合金的强度。可是 7055 铝合金合金元素含量高, 因而均匀化比较困难。 400 以下均匀化,半接连激冷铸造的过饱和固溶体分化分出平衡相, 基体过饱和程度下降导致合金的硬度下降而电导率上升。400 以上均匀化,一方面,枝晶偏析 逐渐消除;另一方面,分出的平衡相又回溶到固溶体基体中,基体过饱和程度增大,合金的硬度 添加而电导率则随之下降[16,25]。均匀化温度越高,平衡相溶解越充沛,合金的电导率下降越 多,一起,合金晶粒粗化,合金的硬度随之下降,过饱和固溶体分化分出 Al3Zr 粒子[16]。有研讨 标明 450 /24h 是较为抱负的均匀化条件 [16,25] 2,固溶淬火 7055 铝合金为时效强化合金,固溶处理是进步其功能的重要工序之一。合金元素的固溶程度、 再结晶程度及晶粒尺度对后续淬火及时效行为都将发生很大影响,然后影响合金终究的强 度、断裂耐性、抗应力腐蚀等功能[17]。 固溶温度的升高可进步合金时效后的硬度和强度, 这是由于固溶温度使合金淬火后得到更高的溶质和空位浓度,有利于细微沉积相均匀弥散析 出;可是温度太高会导致伪共晶 安排熔化,发生过烧安排。张新明等[18] 以为,7055 铝合金固 溶时,粗大的初生 AlZnMgCu 相溶解缓慢,并逐渐球化,而初生 AlZnMgCuFeTi 相几乎不溶解。固 溶温度越高(460~480 ),时刻越长(0~240min),初生 AlZnMgCu 相溶解越多,再结晶越多,晶粒尺度 越大。再结晶首要于初始晶界的粗大初生相上形核(PSN 机制),并向 Al3Zr 粒子少的变形晶粒 内部长大。逐渐升温固溶处理可使终究固溶温度超越多相共晶温度而不发生过烧安排,进步 剩余可溶结晶相的固溶程度和合金力学功能[19,20]。

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