室温超塑性Zn22wt.％Al合金制备及力学性能研究

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1、南京理工大学硕士学位论文室温超塑性Zn-22wt.%Al合金制备及力学性能研究姓名：孙军申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：刘金强20100625硕士论文室温超塑性Zn．22wt．％～合金制备及力学性能研究摘要本论文采用金属模铸造工艺，制备了400mmxl95rnmx85ram的Zn-22Al合金锭。采取热处理和塑性加工工艺相结合的方法，对铸锭进行加工处理。利用金相和电子显微学等材料分析方法，对合金的组织结构进行表征。论文同时通过对合金进行拉伸和压缩实验，研究了不同处理状态下合金的力学性能。讨论了不同的加工处理工艺(铸

2、造、热处理和塑性加工等)对合金的微观结构和力学性能的影响，分析了影响Zn．22A1合金的室温超塑性的主要因素。结果表明：铸造后的组织存在严重的枝晶偏析、缩孑L和疏松等缺陷；对铸锭进行360℃下48小时的均匀化退火以及随后的淬火工艺有利于室温超塑性的获得，均匀化退火消除了枝晶偏析，淬火得到了等轴的两相组织；将均匀化处理后的合金进行压下率约为82％的热轧，随后空冷至室温即得到轧后空冷态合金，减少了铸造缺陷，改善了合金组织均匀性；将轧后空冷态合金再在360℃下保温3小时后分别作淬火和炉冷处理，得到轧后淬火和轧后退火态合金，轧后淬火态合

3、金晶粒尺寸分布不均，轧后退火态合金呈现片层共析组织。对以上各状态合金的力学性能测试分析表明，轧后淬火态合金的流变应力和延伸率比未经轧制的淬火态合金有所提高，轧后退火态的延伸率最低，塑性最差；轧后空冷态合金呈现出一定的室温超塑性，在室温下以104s‘1的初始应变速率下拉伸，延伸率可达214％，此时的流变应力仅为131MPa，对其进行室温压缩性能测试，结果显示出较好的可压缩塑性，压缩初始应变速率为10。4s卅时，流变应力为163MPa；对熟轧后空冷的合金，再在360℃下保温6小时后淬火，可使晶粒尺寸分布均匀，合金表现出更好的室温超塑

4、性效应，应变速率为4x10。S。1时，延伸率提高到237％，此时的流变应力为77MPa，同样在压缩变形时，应变速率小于10。s．1时，流变应力均低于131MPa。研究还发现室温下在10‘4s-1-4x100S‘1的应变速率下进行拉伸变形时，呈现超塑性的轧后空冷态合金与保温6小时后淬火的合金在室温下进行拉伸时，其应变速率敏感性指数和延伸率均有很好的正相关性。关键词：Zn．22A1合金，室温超塑性，热处理，轧制Abstraet硕士论文AbstractInthispaper，Zn-22A1alloyingotwithdimension

5、of400mmx195mmx85rnmhasbeenpreparedviadiecasting．Acombinationofmetalheattreatmentandplasticprocessingwereappliedtoprocessthecastingingot．ThemicrostructureoftheZn-22A1alloysWascharacterizedbyusingmetallographyandelectronmicroscopy．Themechanicalpropertiesofthealloyswere

6、measuredbytensileandcompressivetesting．Theeffectsofheattreatmentandplasticprocessingonthemicrostructureandmechanicalpropertiesofthealloyswerediscussed,andthemainfactorsaccountedfortheachievementofroom-temperaturesuperplasticityofthealloyswerealsoanalysized．Theresults

7、showthatdendriticsegregation,shrinkagecavitiesandrarefactionoccurredinthecastmicrostructure．Inordertoobtainroom—temperaturesuperplasticity，it’snecessarytohomogenizetheZn-22A1alloyat360"Cfor48hoursandquenchitsubsequently．Thedendriticsegregationwasremovedaftertheingotb

8、einghomogenized，astructureofequiaxedzinc-richandaluminum—richphasesWasobtainedafterquenching．Hotrollingwithareductionof82％inthickne