微量钪锆对高强耐蚀可焊铝锌镁合金组织和性能的影响

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1、分类号UDC博士学位论文密级微量钪锆对高强耐蚀可焊铝锌镁合金组织和性能的影响Effect：ofminorScmdZraddition,,onthettectslnorbcandraOltlOnSonmemicrostructuresandpropertiesofhigh—strength，corrosion—-resistantandweldableA1--Zn··Mgalloys作者姓学科专学院(系、指导教论文答辩日期兰!垦：!!：堑：邓英：材料物理与化学)：材料科学与工程学院：尹志民蕃辩委员会主席蜊中南大学2012

2、年11月名业廖师原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：—啦日期：坐年且月查日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公

3、布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：盈筮导师签名军簋蠡．／日期：2Q睦年止月互日中南大学博士学位论文摘要本课题结合国家总装预研项目，以未添加钪锆和添加0．25Sc+0．10Zr的A1．5．7Zn．2．0Mg．0。35Cu(wt-％)两种合金为研究对象，通过材料制备工艺优化方法及显微分析检测手段，对比研究了复合添加微量钪锆在均匀化、热变形及固溶时效过程中对A1．Zn．M

4、g合金组织性能影响，在此基础上，详细探讨了微量钪锆对A1．Zn．Mg合金再结晶、各向异性、腐蚀及焊接的作用机理。论文获得了以下主要结论：(1)复合添加0．10Zr+0．25Sc到A1．5．7Zn．2．0Mg．0．35Cu(wt．％、)合金后，铸态晶粒显著细化，晶粒尺寸由781am下降到了589m。(2)在半连续铸造激冷条件下，铸态合金基体近似为过饱和固溶体，晶界上存在富Zn、Mg低熔点非平衡共晶相和富Fe、Si、Mn难溶杂质相，铸锭必须均匀化处理。随均匀化温度升高，过饱和固溶体析出M醇n2相和T(M932(A1，Zn)

5、49)相之后这些相又溶入基体，与此同时晶界上非平衡共晶相溶解。添加微量钪锆的合金均匀化过程中还析出大量细小弥散的A13(Sc，Zr)粒子，这种合金最佳铸锭均匀化工艺为为350℃／8h+470。C／12h。(3)铸锭热变形条件下，随变形温度的增加，两种合金强度单调下降，伸长率先升后降，断口由穿晶断裂转变为晶间断裂，在375．400℃下变形，合金具有较稳定的热变形抗力和较高的热加工塑性，生产现场试验表明铸锭在该温度区间进行热轧，热轧效果较好。添加微量钪锆形成的A13(Sc，Zr)粒子在热变形中强烈钉轧位错及亚晶界，阻碍位错

6、运动及晶界迁移，提高了这种合金热变形抗力。(4)复合添加0．10Zr+O．25Sc到A1．5．7Zn．2．0Mg．0．35Cu(wt．％、)合金中，在优化的均匀化处理、热变形和470℃／lh固溶后水淬+120℃／24h时效条件下，合金板材拉伸强度和屈服强度分别提高了12％和22％，且延伸率保持在12％的高水平。微量钪锆在舢．Zn．Mg基合金中的强化机制为晶粒细化强化、亚结构强化和A13(Sc，Zr)粒子析出强化。(5)冷轧板材再结晶退火过程中，复合添加O．10Z什O．25Sc使A1．5．7Zn．2．0Mg．0．35Cu

7、合金再结晶织构由立方织构转变为轧制织构。考虑具有回复优势(晶界能优势)的形核位置及需要大量的静态回复中南大学博士学位论文摘要时间来获取临界尺寸的形核位置，建立了再结晶形核定量模型，计算了钪锆合金不同晶体取向下的储能(驱动力)，结果显示受A13(Sc，Zr)粒子Zener钉扎的影响，钪锆添加使A1．Zn．Mg合金再结晶形核机制由立方形核转变为高储能形核，合金再结晶温度由350℃以下提高到550℃以上。(6)研究合金冷轧板材织构主要由立方织构、p纤维轧制织构和少量的高斯织构构成；固溶时效后，A1．Zn．Mg合金主要以立方织

8、构为主，添加钪锆合金主要以轧制织构为主。钪锆添加使A1．5．7Zn．2．0Mg．0．35Cu合金成品板材屈服强度各向异性指数由2．1％增加到7．2％。基于测量的织构数据，计算了成品板材不同拉伸力轴下的Taylor因子，考虑晶界强化、固溶强化及析出强化对屈服强度的影响，建立了成品板材屈服强度各向异性模型，该模型进一步表明织构是引起板