探讨析出热处理工艺对2024铝合金析出相及性能影响

论文导读：
摘要：2024铝合金属于Al-Cu-Mg系合金中的一种，为可热处理强化的加工铝合金，具有高强度、低比重、良好的耐热性及较高的疲劳强度等优点，广泛运用在航空、航天等领域。本论文通过显微硬度的测量、拉伸测试、电导率的测量来评估合金在时效历程中的性能情况(如硬度、强度、电导率等)，并利用金相显微镜、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微术(SEM)、透射电子显微术(TEM)及高角度环形暗场像(HAADF)等观察测试手段对2024铝合金在T6处理(固溶(495°C+1h)+人工时效(180°C))历程中的显微组织结构和第二相颗粒的析出、转变进行浅析，试图找到合金的微观组织结构(尤其是时效析出相，如S相的尺寸、分布及其数量密度)和材料性能之间的相关性，为优化热处理工艺、获得更加理想的综合性能提供论述依据。2024铝合金在时效状态下有着的第二相颗粒主要为：纳米析出相—S相(Al_2CuMg)和尺寸较大的T相(Al_(20)Cu_2Mn_3)。S相是2024铝合金时效热处理历程中析出的一种关键强化相，T相颗粒是合金在均匀化热处理历程中形成的稳定相颗粒，在后续的固溶、时效热处理历程都不发生溶解，其结构和成分也不会转变。合金的硬度、强度等力学性能与其微观组织特性和析出相的转变紧密相关：固溶后合金的显微硬度较低(83HV),在时效最初的几分钟里，溶质原子(Cu、Mg)以过饱和固溶体中释放出来，形成层状的原子团簇结构，由于其与位错的交互作用以而使得硬度上升了30HV；时效至5h左右，S相开始形成并不断长大，且数量增加，所以合金的硬度不断升高，直至18～24h的峰值时效区间，硬度达到150HV左右(合金在时效峰值阶段的抗拉强度维持在490MPa上下)，相对于固溶态，合金的硬度上升了近70HV；过了时效峰值，继续进行时效，由于S相颗粒的长大、粗化，其数量密度便相应减小，由此，合金的显微硬度、抗拉强度下降。本论文以原子尺度探讨了2024铝合金中T相颗粒的晶体结构特点，结果表明T相颗粒的(010)T面有着两种类型孪晶：层状滑移对称型和呈“蛛网”状向外辐射的多重对称型。对孪晶结构浅析发现组成孪晶的“双瞳眼睛”状结构单元多数按规则的周期性平行排列，但也有少数区域以混乱的分布方式有着；在某些局部小区域，“双瞳眼睛”状结构单元转变成平行四边形单胞，以而造成晶体结构也发生相应的转变。关键词：2024铝合金论文时效热处理论文析出相论文力学性能论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要5-7
Abstract7-11
插图索引11-13
附表索引13-14
第1章 绪论14-29

1.1 2024 铝合金的介绍14-15

1.2 2024 铝合金的热处理工艺探讨15-16

1.2.1 均匀化处理15

1.2.2 固溶处理15

1.2.3 时效处理15-16

1.3 2024 铝合金中的第二相颗粒16-24

1.3.1 2024 铝合金中第二相颗粒的分类16-18

1.3.2 2024 铝合金中的 S 相18-24

1.3.3 2024 铝合金中的 T 相24

1.4 铝合金第二相对性能的影响24-28

1.4.1 铝合金第二相强化机制24-25

1.4.2 铝合金第二相对拉伸断裂的影响25-28

1.5 本论文探讨的目的和内容28-29

第2章 实验的材料、设备和实验策略29-34

2.1 实验材料29

2.2 实验设备29

2.3 实验策略29-34

2.3.1 合金的热处理工艺制度29-30

2.3.2 显微组织结构观察30-32

2.3.3 材料性能的测量32-34

第3章 热处理对 2024 铝合金微观组织及性能的影响34-53

3.1 时效对合金显微硬度的影响34-35

3.2 金相显微组织浅析35-36

3.3 时效后合金的 XRD 物相浅析36-37

3.4 TEM 观察及浅析37-44

3.5 合金时效历程中电导率的浅析44-45

3.6 时效后合金拉伸性能的测试45-46

3.7 拉伸断裂样品的电子显微学浅析46-51

3.7.1 拉伸断口附近的 TEM 浅析46-48

3.7.2 拉伸断口的 SEM 浅析48-51

3.7.3 浅析讨论51

3.8 本章小结51-53

第4章 2024 铝合金中的 T 相 (Al_(20)Cu_2Mn_3)53-63

4.1 T 相颗粒的形貌及其成分浅析53-55

4.

1.1 T 相颗粒的 TEM 形貌观察53-54

4.

1.2 T 相颗粒的 EDX 成分浅析54-55

4.2 T 相颗粒的微观结构浅析55-62
4.

2.1 T 相颗粒与铝基体的取向联系55-56

4.

2.2 T 相的高分辨 HAADF-STEM 浅析56-62

4.3 本章小结62-63
结论63-65
参考文献65-69
致谢69-70
附录 A70