锆和电磁场对高强铝合金组织与性能的影响

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1、锆和电磁场对高强铝合金组织与性能的影响摘要2E12铝合会作为A】．Cu．Mg系高强耐热铝合金，在航空领域是飞机蒙皮的主要结构用材．是在2A12(2024)合金的基础上，通过降低Fe、Si等杂质元素含量得到的高纯度、高性能的新型铝合金。本文选择Zr作为2E12铝合金的微合金化元素，采用不同连铸技术(普通连铸、电磁连铸、电磁铸造)制各了2E12+XZr铝合金连铸坯，对连铸坯压力成形(自由锻、挤压)，再对成形件进行T4(固溶温度495℃，固溶时间60min，自然时效96h)、T6(固溶温度495℃，固溶时间60min，人工时效10h)热

2、处理，研究了Zr元素、电磁场对2E12铝合金显微组织及力学性能的影响。对实验过程中获得的不同状态的2E12+XZr铝合金采用会相、扫描电镜、硬度测量、拉伸实验、疲劳裂纹扩展等技术手段测试分析。Zr元素的添加可明显细化2E12铝合金电磁连铸坯显微组织，并促使铸态晶粒等轴化；2E12+XZr铝合金经自由锻及T4、T6热处理后，合金热处理态的强度随着Zr元素含量的增加而增加，但延伸率变化不明显。其作用机理主要为A13Zr造成的细晶强化、弥散强化和形变强化作用；微量Zr对变形态合金的自然时效过程影响不大，但能够延缓人工时效过程中过时效的来

3、临；电导率测试表明Zr降低了T6态2E12铝合金的抗应力腐蚀性能；此外，添加O．3％的Zr可以改善T4态2E12铝合金的疲劳性能。对2E12+0．14Zr合金电磁连铸坯进行挤压及T4热处理，研究了固溶时间对合金组织性能的影响。结果表明，随着固溶时间的增加，合金中的残余相逐渐减少，强度逐渐升高；固溶时间过长，虽合金强度继续提高，但塑性开始下降。固溶时间为60min时，合金具有最佳的力学性能，抗拉强度、延伸率分别达到538MPa、23．3％。研究了电磁铸造对2E12+0．14Zr铝合金显微组织和力学性能的影响。与普通连铸相比，电磁铸造

4、2E12+0．14Zr铝合金内部组织更均匀、细小，晶粒尺寸从58／_nn减小到36脚，抗拉强度、屈服强度、延伸率分别提高9．3％、4．1％和61．2％；经自由锻和热处理后，电磁铸造合金T4态的抗拉强度、屈服强度、率分别提高4．O％、8．9％和7．7％，同时疲劳性能也得到了改善；T6态的抗拉性能改善不明显，仅有10MPa左右的小幅提高。关键词：高强铝合金；电磁场；锆；显微组织；力学性能大连理工大学硕士学位论文EffectsofZrandElectromagneticFieldontheMicrostructureandPropert

5、iesofHighStrengthAluminumAlloysAbstractAsthehighstrengthandheat-resistingaluminumalloyofA1一Cu—Mgseries，2E12aluminumalloyistheirreplaceableskinmaterialofaerocraft．2E12aluminumalloy，exploitedonthebasisof2A12(2024)alloybydecreasingcontentsofFeandSi，hashigh—purityandhighp

6、erformance．2E12+XZrbilletswerepreparedby．differentcontinuouscastingprocesses(directcontinuouscasting，soft·contactelectromagneticcontinuouscastingandelectromagneticcontinuouscasting)inthisarticle．Thebilletswereprocessedbycompressionstressformation(freeforgingorisotherm

7、alhotextrusion)andT4(solutiontemperature：495℃，solutiontime：60minandnatureage—hardeningtime：96h)orT6(solutiontemperature：495℃．solutiontime：60minandartificialage—hardeningtime：10h)heattreatmentinturn．TheeffectsofZrandelectromagneticfieldonthemicrostructureandmechanicalp

8、ropertiesof2E12aluminumalloywerestudiedbyusingopticalmicroscope，hardnessmeasurement，tensiletest，scanningelectronmicroscopean