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作者：韦卫昌中南大学

学位级别：硕士

Al-Zn-Mg-Cu合金具有高强度高韧性和耐腐蚀的特点,作为结构材料被广泛应用于航空航天领域。Cu作为Al-Zn-Mg-Cu合金的主要合金元素,其含量会影响合金微观组织和性能。然而,在高Zn/Mg比的Al-Zn-Mg-Cu合金中,Cu含量对微观组织和性能的影响... 详细信息

Al-Zn-Mg-Cu合金具有高强度高韧性和耐腐蚀的特点,作为结构材料被广泛应用于航空航天领域。Cu作为Al-Zn-Mg-Cu合金的主要合金元素,其含量会影响合金微观组织和性能。然而,在高Zn/Mg比的Al-Zn-Mg-Cu合金中,Cu含量对微观组织和性能的影响及其机理较为复杂且存在争议。本文采用室温拉伸、Kahn撕裂、晶间腐蚀浸泡和电化学测试等实验方法,研究了0～2.6wt.%的Cu含量对T6态Al-9.0Zn-1.5Mg-x Cu合金板材力学和局部腐蚀性能的影响规律,结合金相显微镜、扫描电镜、电子背散射衍射和扫描透射电镜等微观组织表征结果分析其影响机理,主要结论如下:(1)随Cu含量增大,合金中残余富Fe相的平均尺寸从约3.0μm增大到约5.5μm,面积分数从0.86%增大到1.51%,化学式从AlFe先转变为Al(Cu,Fe)再转变为AlCuFe;再结晶晶粒的面积分数从18.3%增至61.2%。(2)随Cu含量增大,合金屈服强度和抗拉强度分别从506.2MPa和526.5MPa增大到575.9MPa和617.9MPa。这是由于晶内η’(Mg Zn)沉淀强化相的密度和体积分数随合金的Cu含量增加而增大,沉淀强化效果增加,强度提高。(3)随Cu含量增大,合金的断裂韧性先变好后变差。Cu含量为1.0～1.3 wt.%时,单位面积裂纹形核功和扩展功达到峰值,分别为116.3和60.6N·mm;Cu含量为2.6wt.%时大幅减小,分别为73.5和23.4 N·mm。再结晶晶粒面积分数增大对断裂韧性有利;残余相的尺寸和面积分数、η′强化相的密度和体积分数以及晶界部分η相的尺寸增大对断裂韧性不利。(4)随Cu含量增大,合金耐晶间腐蚀性能降低,浸泡6h时最大腐蚀深度从10.4μm增至116.2μm,晶间腐蚀等级从2级增至4级。Cu含量为0～1.3wt.%时,试样只发生点蚀;为2.6wt.%时,试样发生点蚀和沿晶腐蚀。残余相的Cu含量、尺寸和面积分数增大有利于点蚀萌生和扩展,晶界析出相-基体电势差增大有利于发生沿晶腐蚀。图53幅,表12个,参考文献131篇

关键词： Cu含量 Al-Zn-Mg-Cu合金微观组织力学性能局部腐蚀性能

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分级淬火对7N65铝合金断裂韧性和局部腐蚀性能的影响

分级淬火对7N65铝合金断裂韧性和局部腐蚀性能的影响

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作者：林立健中南大学

学位级别：硕士

7×××系铝合金因具备高强度、低密度的特点而被广泛应用于航空航天领域。7N65铝合金是在7065铝合金的基础上发展的具有自主知识产权的新一代合金。相比于传统的厚板材料,7N65合金展现出更优的强度、断裂韧性与耐蚀性能。本文采用分级... 详细信息

7×××系铝合金因具备高强度、低密度的特点而被广泛应用于航空航天领域。7N65铝合金是在7065铝合金的基础上发展的具有自主知识产权的新一代合金。相比于传统的厚板材料,7N65合金展现出更优的强度、断裂韧性与耐蚀性能。本文采用分级淬火的实验方法,探究断裂韧性和耐蚀性能与不同保温条件下析出行为的相关性。研究内容为不同保温温度及不同保温时间下合金物理力学性能的测量,包括硬度测试、电导率测试和Kahn撕裂测试,以及TTP(time-temperature-property)曲线和TTT(time-temperature-transformation)曲线的计算。此外,通过晶间腐蚀浸泡、剥落腐蚀浸泡、电化学测试等实验评估了其耐蚀性能。采用金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对微观组织进行表征,分析微观组织的影响机理。得到以下主要结论:(1)绘制了7N65铝合金的TTP硬度曲线及TTT电导率曲线。99.5%TTP曲线的鼻尖温度约为301℃,相应的转变时间约为2.7s,保温3s时所对应临界淬火区间为260-332℃。20.0%TTT曲线的鼻尖温度约为302℃,相应的转变时间约为7.4s,保温10s时所对应的临界淬火区间为261-350℃。(2)绘制了7N65铝合金的TTP单位裂纹形核功曲线,曲线分为高温(>370℃)和低温(腐蚀性能提高。在410℃保温时,随着保温时间从10s延长至900s,晶界析出相尺寸,相间距及PFZ宽度增大,晶界析出相不连续性增加。此外,晶界析出相中Cu元素含量增加,减小了与基体之间的电位差。以上因素导致合金抗晶间腐蚀和抗剥落腐蚀性能在410℃保温时随着保温时间的延长而提高。(4)在相同的保温时间下,随着保温温度的降低,合金的抗腐蚀性能降低。保温10s时,不同温度下晶界析出相均呈较连续的分布状态。随着保温温度从410℃降低至250℃,晶界析出相中Zn、Mg元素含量增加,Cu元素含量减少,这增大了与基体之间的电位差,导致合金的抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能降低。图57幅,表17个,参考文献125篇

关键词： 7N65铝合金分级淬火 TTP曲线断裂韧性局部腐蚀性能

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不同脱氧方式对低合金高强钢局部腐蚀性能的影响

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钢铁研究学报 2018年第3期30卷 222-228页

作者：聂中萍吴开明张弦刘静罗迪洛·伊琳娜乔文玮武汉科技大学国际钢铁研究院湖北武汉430080 俄罗斯巴尔金中央黑色冶金研究院俄罗斯莫斯科105005 江苏华能电缆股份有限公司江苏高邮225600

采用Al脱氧和Zr-Ti复合脱氧方式对低合金高强钢进行脱氧,利用金相显微镜和扫描电镜观察不同脱氧方式下钢材组织形貌以及夹杂物等方面的差异。根据俄罗斯GOST 9.911—89标准进行室内模拟海水加速腐蚀试验以及电化学试验,探究不同脱氧方... 详细信息

采用Al脱氧和Zr-Ti复合脱氧方式对低合金高强钢进行脱氧,利用金相显微镜和扫描电镜观察不同脱氧方式下钢材组织形貌以及夹杂物等方面的差异。根据俄罗斯GOST 9.911—89标准进行室内模拟海水加速腐蚀试验以及电化学试验,探究不同脱氧方式对低合金高强钢局部腐蚀稳定性的影响。研究结果表明,2种脱氧方式形成的夹杂物均为细小氧化物。传统Al脱氧样品中的夹杂物呈球状或呈线性汇集,Zr-Ti复合脱氧样品中的夹杂物则主要呈球状均匀分布。采用Zr-Ti复合脱氧样品的局部耐海水腐蚀性能比常规Al脱氧样品更优异,ZrTi复合脱氧钢平均腐蚀速率比Al脱氧钢减小17.27%。同时,采用Zr-Ti复合脱氧,能有效控制夹杂物的类型、尺寸与分布,尺寸主要分布在1~5μm,Zr-Ti复合氧化物弥散分布于基体中,降低了点蚀诱发敏感性,提高了其耐海水局部腐蚀稳定性。

关键词：低合金高强钢 Al脱氧 Zr-Ti复合脱氧夹杂物局部腐蚀性能

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铁素体/奥氏体双相不锈钢组织和耐局部腐蚀性能研究现状

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材料保护 2021年第1期54卷 136-146页

作者：张志强荆洪阳徐连勇张天刚徐誉桐白玉杰中国民航大学航空工程学院天津300300 中国民航大学工程技术训练中心天津300300 中国民航大学中欧航空工程师学院天津300300 天津大学材料科学与工程学院天津300350

铁素体/奥氏体双相不锈钢具有独特的组织结构,使其兼具高的强度、良好的塑韧性和耐局部腐蚀性能,且与奥氏体不锈钢和镍基合金相比节约了我国稀缺的镍资源,在海洋工程、石油化工、核电等多个国家重点能源领域具有广阔的应用前景。从铁素... 详细信息

铁素体/奥氏体双相不锈钢具有独特的组织结构,使其兼具高的强度、良好的塑韧性和耐局部腐蚀性能,且与奥氏体不锈钢和镍基合金相比节约了我国稀缺的镍资源,在海洋工程、石油化工、核电等多个国家重点能源领域具有广阔的应用前景。从铁素体和奥氏体的相转变、织构、取向关系、边界特征以及二次相等多个方面,介绍了双相不锈钢组织结构的研究进展,然后重点综述了双相不锈钢耐局部腐蚀性能的研究现状,最后提出目前双相不锈钢研究中存在的问题与展望。

关键词：铁素体/奥氏体双相不锈钢组织二次相局部腐蚀性能

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Mg含量对高锌Al-9Zn-xMg-1Cu合金淬火敏感性的影响

Mg含量对高锌Al-9Zn-xMg-1Cu合金淬火敏感性的影响

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作者：刘安民中南大学

学位级别：硕士

Al-Zn-Mg-Cu合金的淬火敏感性问题导致其厚截面材料的厚向性能不均匀,严重制约其应用。Mg作为主合金元素之一,是影响该系合金淬火敏感性的关键因素。本文采用浸入式末端淬火法获得400～4℃/s连续变化的淬火速率,通过硬度测试、电导率测... 详细信息

Al-Zn-Mg-Cu合金的淬火敏感性问题导致其厚截面材料的厚向性能不均匀,严重制约其应用。Mg作为主合金元素之一,是影响该系合金淬火敏感性的关键因素。本文采用浸入式末端淬火法获得400～4℃/s连续变化的淬火速率,通过硬度测试、电导率测试、室温拉伸测试、晶间腐蚀浸泡、剥落腐蚀浸泡、电化学测试,结合C曲线计算以及金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、几何相位分析和差式扫描量热等表征技术,研究了Mg含量(1wt.%、2wt.%和3wt.%)对Al-9Zn-x Mg-1Cu合金力学性能和局部腐蚀性能及其淬火敏感性的影响规律,探讨了影响机理。(1)揭示了Mg含量对合金时效沉淀相及其强化作用的影响规律。1Mg合金的时效强化相为η′相,2Mg和3Mg合金的强化相都为η′相和T′相。T′相引起的应变大于η′相,强化效果更好,但Mg含量变化对沉淀相引起的最大应变值影响不大。随着Mg含量的增加,η′相的体积分数、数量密度及其比例减小,T′相的变化则相反,沉淀相总的数量密度和体积分数增大。基于η′相和T′相的尺寸、体积分数和数量密度,计算和分析了它们对沉淀强化的贡献,计算结果与实验结果基本一致。(2)探明了Mg含量对合金强度及其淬火敏感性的影响规律,阐明了影响机理。在淬火速率为400～16℃/s范围内,合金的屈服强度随着Mg含量的增加而增大;在淬火速率为16～4℃/s范围内,1Mg合金的屈服强度最低,而2Mg和3Mg合金的屈服强度更高且相当。在淬火速率为400～70℃/s范围内,晶界是淬火诱导相主要的形核位置,随着Mg含量的增加,淬火诱导相的形核位点数量相差不大,但析出驱动力逐渐增大,导致合金的强度淬火敏感性升高且差别较小;在淬火速率为70～4℃/s范围内,随着Mg含量的增加,淬火诱导相的析出驱动力增大和晶内形核位点数量增加共同导致强度淬火敏感性显著升高。(3)探明了Mg含量对合金局部腐蚀性能及其淬火敏感性的影响规律,阐明了影响机理。在淬火速率为400～200℃/s范围内,随着Mg含量的增加,晶界η相的尺寸和相间距增大以及晶粒尺寸减小导致合金的耐腐蚀性能变好,晶间腐蚀和剥落腐蚀的最大深度减小。在淬火速率为200～4℃/s范围内,随着Mg含量的增加,晶界η相的活性增大和无沉淀析出带的宽度增加导致合金的耐腐蚀性能变差,最大腐蚀深度增大。随着Mg含量的增加,淬火诱导的晶界无沉淀析出带宽度的增加率和晶界η相中Mg元素含量的增加率快速增大,导致合金的晶间腐蚀和剥落腐蚀淬火敏感性升高。图76幅,表17个,参考文献128篇

关键词： Al-Zn-Mg-Cu合金 Mg含量沉淀强化淬火敏感性微观组织力学性能局部腐蚀性能

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