喷射成形al108zn29mg19cu合金的显微组织演变规律研究

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1、摘要摘要本论文主要采用金相、x射线衍射、扫描电镜、透射电镜、高分辨电镜、能谱等测试手段，对喷射成形All08Zn2．9Mgl9Cu合金的沉积态、热加工状态和热处理态进行了详细的显微组织分析，总结了从喷射成形制坯到热处理完成之后，整条工艺过程中超高强铝合金的显微组织演化规律，从而为不断优化高强铝合金设计、优化喷射成形工艺过程和热处理工艺过程参数提供依据，以达到充分提高材料使用性能的目的。本文首先对AllO．8Zn2．9Mgl9Cu合金在沉积坯件和沉积坯件热加工状态的显微组织进行了分析，结果表明，合金在沉积和预热两种状态的坯件中基体都由

2、等轴晶粒组成，晶粒的平均尺寸分别约为231am和249in，没有发生明显变化，经过热挤压之后，晶粒沿挤压方向被拉长。合金在沉积、预热和挤压三种不同的状态中，一次析出相主要为MgZn2、CuAl2和A12CuMg三种，没有发生变化。沉积坯件晶内呈针状、类球状和块状等形态的MgZn2相经过热挤压之后在一定程度上被破碎，尺寸变小．弥散分布于晶内；原来存在于晶界上的尺寸稍大的A12CuMg相经过热挤压之后被剧烈破碎，由在沉积态中主要呈现的骨骼状变为尺寸细小的不规则形态，并沿挤压方向分布。合金沉积坯件中Zn元素在晶内和晶界均匀分布，晶界含量比

3、晶内含量稍高；Mg元素在基体中均匀分布，且晶内和晶界没有明显差别；Cu元素易在晶界和三角晶界处富集；经过热挤压之后，三种元素的分布规律没有发生明显变化。其次，对All08Zn2．9M91．9Cu合金固溶处理后的显微组织和力学性能进行了分析，结果表明，合金基体晶粒的形貌与挤压状态相比没有发生明显变化，没有发生再结晶。晶内MgZn2和CuAl2两相几乎全部回溶，在晶界上存在少量的没有完全回溶的A12CuMg相，尺寸较大，形状不规则。固溶处理结束后在室温放置时合金会发生自然时效，在晶内形成尺寸在几个纳米的GP区。固溶态试样极限抗拉强度和屈

4、服强度比自然时效态合金的强度分别低200MPa以上；固溶态合金的强化机制是固溶强化和细晶强化，自然时效态合金的强化机制是沉淀强化、固溶强化和细晶强化，其中起到沉淀强化作用的主要是GP区。最后，对在120℃时效不同时间的A110．8Zn29M91．9Cu合金进行了详细的显微组织和力学性能分析，时效4h后，合金晶内分布大量弥散的尺寸在3～6nm左右的GP区，主要呈类球状，与基体完全共格；晶界上主要分布尺寸不均匀的11相，约8～15nm，没有明显的晶间无析出带(PFZ)。经过16h时效后，晶内分布大量弥散的沉摘要淀相T1‘，尺寸约为6～1

5、5rim，主要呈类球状，与基体半共格；晶界上分布不连续的、尺寸在10～20nm左右的¨相，不存在明显的晶问无析出带。经过44h时效后晶内大量弥散分布的强化相11’相和T1相，主要呈类球状和类条棒状，尺寸约8～20nm，与基体完全非共格；晶界上存在的H相尺寸在10～30nm，存在明显的晶间无析出带，晶间无析出带的宽度在8～15nm范围内。All08Zn2．9M91．9Cu合金在120℃时效4h后合金的极限抗拉强度(R。／MPa)可以达到805～807MPa，屈服强度(Rpo．2／mPa)约772～777MPa，延伸率(A％)在10．5

6、％～11．6％范围中；时效16h后合金的极限抗拉强度约813～821MPa，屈服强度约791～796MPa，延伸率约8．9％～10％；时效44h后极限抗拉强度下降到781～789MPa，屈服强度约774～780MPa，而延伸率约8,4％～9S％。关键词：喷射成形，AIZnMgCu，超高强铝合金，热处理，显微组织，力学性能AbstractEvolutiononmicrostructureofAll0．8Zn2．9M91．9CualuminumalloysfromsprayformingInthisstudy,themicrostruc

7、turesofas-deposited，extrudedandheattreatedultra—highstrengthAllO．8Zn2．9M91．9Cualuminumalloypreparedbysprayformingprocesswereanalyzedbyusingopticalmicroscopy(OM)，(XRD)，(SEM)，(TEM)，(HRTEM)，(EDS)，andevolutiononthemicrostructuresofultra—highstrengthaluminumalloyundervariou

8、sconditionwassummarized，whichcouldprovidescientificbasisforoptimizationontheparametersofsprayforming，hotdeformationan