低温液氮球磨制备5083铝合金及性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要本文采用低温液氮球磨的方法制备了5083铝合金，并用XRD、SEM、ICP、TEM和DSC等检测手段对样品粉末的微观结构、组织的变化过程和热稳定性进行了分析和研究。低温液氮球磨制粉过程中，粉末发生反复的破碎、断裂和冷焊，粉末颗粒变形成薄片状。SEM形貌分析表明低温球磨后铝合金粉体颗粒大于原料粉的粒径，特别是雾化合金原粉。对雾化合金粉球磨后的结果采用单波长法计算表明，低温球磨后的粉体平均晶粒尺寸为45nm。通过XRD衍射图谱分析：采用金属单质法制备5083铝合金，随着球磨的进行，Mg相逐渐减少并固溶于砧中，粉末颗粒尺

2、寸不断减小。X射线衍射法测量计算表明，液氮低温球磨4小时后的平均晶粒尺寸为44nm。而采用高速球磨能使粉末纳米晶粒更加均匀，更有利于Mg固溶于舢中，可以满足制备5083铝合金粉末的要求。能谱分析和DSC分析表明，液氮低温球磨过程中形成的A1203颗粒对晶粒的钉扎一定程度的提高了5083铝合金的热稳定性。随着液氮球磨的进行，粉末中微观应变呈现增大的趋势，从球磨2h后的0．2045％增至球磨3h后的0．2465％。其原因是液氮球磨时产生的强烈撞击使得晶粒内部的位错密度增加引起应力增加。而由于a—AI的韧性较好，致使这种应力不能很好地释放。同时，M

3、g、Cu等原子的大量超饱和固溶于a—A1晶体内也会引起晶格畸变，微观应变增大。关键词：低温球磨，微观应变，热稳定性，晶格畸变，5083铝合金武汉理工大学硕士学位论文AbstractInthistext，A15083Alloywaspreparedwiththemethodofcryomilling(theliquidnitrogencryogenicmilling)．Themicrostructure，microstmcturalevolutionandthermalstabilityofsamplepowderwasinvestigated

4、byX—rayDiffraction(XRD)，Scanning·ElectronMicroscopy(SEM)，InductivelyCoupledPlasma(ICP)，TransmissionElectronMicroscopy(TEM)，DifferentialScanningCalorimetry(DSC)andSOon．Intheprocessofcryomillingafterthehigh—speedballrollingandhitting，thepowderfractureandcoldweldingoccurredrep

5、eatedly，asdeformmion—flakepowder．MeasuringdevicesuchasSEMshowedcryomillingpowderparticlesizegreaterthanatomizedpowderparticlesize．Singlewavelengthspectrophotometrymeasurementsshowedthattheaveragegrainsizeofcryomillingpowderalloyis45nm．XRDWasanalyzed：MgphaseWasgraduallydisap

6、pearedandsupersaturatedtOA1．Theexperimentalresultsshowthattheparticlessizeof5083alloypowderduringcryomillingwasgraduallyreducedafter4hours．X-raydiffractionmeasurementsshowedthattheaveragegrainsizeofcryomillingpowderalloyis44nm．Theexperimentalresultsshowthathi曲speedcryomilli

7、ngcouldresultinmoreuniformnanometcrgains，itcouldmeettheneedofproducing5083alloypowder．EnergyspectrumanalysisandDSCanalysissuggestthatthethermalstabilityofthecryomilling5083alloypowderWasimprovedatcertainextent，itmaybeattributedtothepresenceofnano—scaleA1203particles．Duringt

8、hecryomilling，themicrostrainofthepowderatfirstincreasedgraduallytoamaximum，andthen