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Al-Zn-Mg-Cu铝合金变温双级蠕变时效模型（英文）

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稀有金属材料与工程 2018年第2期47卷 496-502页

作者：胥福顺谭佳张劲邓运来中南大学湖南长沙410083 昆明冶金研究院云南昆明650502 高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

针对Al-Zn-Mg-Cu铝合金变温双级蠕变时效过程,建立了一种考虑蠕变应变与屈服强度的本构框架,通过实验数据的简单拟合方法获得了模型参数。模型不仅以简单的形式具备了处理蠕变时效过程中的应力松弛、强化响应和温度变化的能力,而且能够... 详细信息

针对Al-Zn-Mg-Cu铝合金变温双级蠕变时效过程,建立了一种考虑蠕变应变与屈服强度的本构框架,通过实验数据的简单拟合方法获得了模型参数。模型不仅以简单的形式具备了处理蠕变时效过程中的应力松弛、强化响应和温度变化的能力,而且能够应用到有限元软件中模拟构件的蠕变量、屈服强度和回弹。模型结果不仅能够适应不同外加应力下实测的蠕变应变曲线,且有限元模拟结果与实测结果能够很好地吻合。

关键词：双级蠕变时效 Al-Zn-Mg-Cu铝合金本构模型屈服强度有限元

成分对al-zn-mg-cu超强铝合金淬火敏感性及组织性能的影响

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稀有金属 2019年第6期43卷 561-570页

作者：张星临陈送义周亮范淑敏陈康华中南大学轻质高强结构材料重点实验室湖南长沙410083 中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心湖南长沙410083

7056超强铝合金具有较高的强韧性及耐蚀性,是近几年研究的热点铝合金之一,但国际上对该合金淬火敏感性的研究仍未见报道。采用末端淬火实验,结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察及Thermo-calc模拟软件对al-zn-mg-cu超强... 详细信息

7056超强铝合金具有较高的强韧性及耐蚀性,是近几年研究的热点铝合金之一,但国际上对该合金淬火敏感性的研究仍未见报道。采用末端淬火实验,结合扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观察及Thermo-calc模拟软件对al-zn-mg-cu超强铝合金进行相图计算,对比研究了7150, 7055, 7050和7056 4种al-zn-mg-cu超强铝合金的淬火敏感性及组织性能。研究表明, 7055, 7150, 7050, 7056 4种合金淬透层深度分别为40, 60, 90, 80 mm;T6状态下, 7056合金端部和内部硬度高于7055合金,显著高于7150和7050合金。进一步研究cu含量对7056合金的淬火敏感性及组织性能的影响,表明7056合金随着cu含量的降低,淬火敏感性显著降低, cu含量达到7056合金成分下限时,合金单边淬透深度达100 mm;拉伸强度与塑性变化不大,抗拉强度处在675~685 MPa之间,屈服强度处在625~635 MPa之间,延伸率在10%~11%区间内波动,无明显规律;电导率提高, 1.03%cu时合金电导率达35%IACS。7056合金兼具超强和高淬透性的特性与其低cu高zn合金成分有关。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金淬火敏感性 cu含量组织与性能

Zr和Si对Al-Zn-Mg-Cu铝合金再结晶行为和性能的影响

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吉林大学学报（工学版） 2019年第2期49卷 544-551页

作者：焦慧彬陈康华陈送义董朋轩王会平马云龙中南大学轻合金研究院长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室长沙410083 中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心长沙410083 北京宇航系统工程研究所北京100076

采用力学拉伸、金相、扫描电镜、透射电子显微镜和高角环形暗场扫描透射电子显微镜等测试分析方法,研究了Zr和Si对al-zn-mg-cu系铝合金再结晶行为和性能的影响。结果表明:在合金中添加质量分数为0.17%的Zr和0.05%的Si后,合金保留了其原... 详细信息

采用力学拉伸、金相、扫描电镜、透射电子显微镜和高角环形暗场扫描透射电子显微镜等测试分析方法,研究了Zr和Si对al-zn-mg-cu系铝合金再结晶行为和性能的影响。结果表明:在合金中添加质量分数为0.17%的Zr和0.05%的Si后,合金保留了其原始的纤维组织结构,其强度和塑性的各向异性显著增大。随Zr、Si含量的升高,合金横向主要断裂模式从穿晶断裂向沿晶断裂转变。与合金纵向强度变化程度相比较,Zr、Si含量对合金横向强度的影响更加显著。其主要原因是复合添加Zr和Si形成(al,Si)3Zr弥散相,抑制再结晶作用更明显,引起合金L向和T向的晶粒形态差异增大及粗大的残余相粒子沿晶界分布。

关键词：金属材料 Al-Zn-Mg-Cu铝合金 Zr Si 各向异性

一种Al-Zn-Mg-Cu铝合金的热压缩变形行为及微观组织演变

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轻金属 2022年第2期 40-46页

作者：郑许彭斐朱玉涛谭自盟韦修勋陈愿情何克准陈彪广西南南铝加工有限公司广西南宁530031 西北工业大学凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

采用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩试验,研究了一种al-zn-mg-cu系7X75铝合金在变形温度300~460℃、应变速率在0.1~8.0 s^(-1)的热变形行为,建立了合金的本构方程,并结合EBSD和TEM对微观组织进行了表征。结果表明:合金的流变应力随着... 详细信息

采用Gleeble-1500热模拟机进行热压缩试验,研究了一种al-zn-mg-cu系7X75铝合金在变形温度300~460℃、应变速率在0.1~8.0 s^(-1)的热变形行为,建立了合金的本构方程,并结合EBSD和TEM对微观组织进行了表征。结果表明:合金的流变应力随着变形温度的升高和应变速率的降低而降低,低应变速率下合金的变形机制为动态回复,在高应变速率下变形机制为动态再结晶;当变形温度为390~410℃、应变速率为1.0~4.0 s^(-1)为最佳热加工区间,合金的主要变形机制为动态再结晶。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金热压缩本构方程微观组织再结晶

Mn和Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金各向异性的影响

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材料导报 2018年第6期32卷 937-942页

作者：焦慧彬陈善达陈送义陈康华中南大学轻合金研究院长沙410083 中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室长沙410083

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及室温拉伸、剥落腐蚀、晶间腐蚀等测试方法,研究了微量的Mn和Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金的组织和性能各向异性的影响。结果表明,在al-zn-mg-cu-Ti合金中,分别添加微量的Mn... 详细信息

采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)以及室温拉伸、剥落腐蚀、晶间腐蚀等测试方法,研究了微量的Mn和Zr对Al-Zn-Mg-Cu铝合金的组织和性能各向异性的影响。结果表明,在al-zn-mg-cu-Ti合金中,分别添加微量的Mn和Zr,合金中对应析出细小弥散的al6Mn和al3Zr相,这两相均能抑制基体再结晶,促使合金的晶粒纵横比增大。合金的力学性能、抗晶间腐蚀和剥落腐蚀性能提高,但性能各向异性增大。同时,结果显示Zr对合金的组织和性能各向异性的影响显著大于Mn。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金 Mn Zr 各向异性

最终形变热处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织和性能的影响

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湖南大学学报（自然科学版） 2019年第6期46卷 24-30页

作者：陈康华杨振焦慧彬陈送义陈善达中南大学轻合金研究院湖南长沙410083 中南大学轻质高强结构材料重点实验室湖南长沙410083 中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心湖南长沙410083

采用硬度与电导率测试、力学拉伸试验、晶间腐蚀、剥落腐蚀试验以及金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究了预变形量对al-zn-mgcu铝合金组织与性能的影响.研究表明:在相同预时效和再时效热处理条件下,随着预变形... 详细信息

采用硬度与电导率测试、力学拉伸试验、晶间腐蚀、剥落腐蚀试验以及金相(OM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等测试分析方法,研究了预变形量对al-zn-mgcu铝合金组织与性能的影响.研究表明:在相同预时效和再时效热处理条件下,随着预变形程度增大,合金强度先增加后减小,预变形量为5.8%时,合金抗拉强度和屈服强度出现峰值,分别为577.8 MPa和549.8 MPa,较未预变形时分别提高了25.7%和20.8%;随着预变形量增大,合金抗腐蚀性能提高.与未变形相比,预变形产生大量位错促使合金再时效热处理后晶内沉淀相尺寸逐渐增大,晶界析出相由连续链状分布变为粗大断续分布,晶间无析出带宽度明显增大.

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金预变形力学性能抗腐蚀性能

热变形参数对Al-Zn-Mg-Cu铝合金淬火敏感性的影响

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中国有色金属学报 2019年第4期29卷 665-673页

作者：李承波邓运来刘胜胆李建湘张新明中南大学材料科学与工程学院长沙410083 广东和胜工业铝材股份有限公司中山528463

采用热压缩试验、光学显微镜和透射电子显微镜研究热变形参数对Al-Zn-Mg-Cu铝合金淬火敏感性的影响。结果表明:随Z参数值增加,硬度先增加后减小,再结晶程度和淬火敏感性则先减小后增加,在ln Z为28.44～28.62的范围内,室温水淬硬度值最大... 详细信息

采用热压缩试验、光学显微镜和透射电子显微镜研究热变形参数对Al-Zn-Mg-Cu铝合金淬火敏感性的影响。结果表明:随Z参数值增加,硬度先增加后减小,再结晶程度和淬火敏感性则先减小后增加,在ln Z为28.44～28.62的范围内,室温水淬硬度值最大,为188.8HV,而再结晶分数最小,为3.5%,空气淬火较室温水淬火硬度下降率最小,为2.5%。根据Z参数值范围确定淬火敏感性最小区间对应的热变形加工制度为变形温度387～434℃、变形速率0.23～1.23 s_(-1),变形温度443～450℃、变形速率0.61～1.77 s_(-1)。淬火敏感性是由于微观组织中的al_3Zr粒子、晶界及亚晶界析出粗大η相导致过饱和固溶体溶度降低所致。不同的热变形制度会导致组织中al_3Zr粒子相界、晶界及亚晶界含量不同。当三者协同影响最小时,合金具有最小的淬火敏感性。随着Z参数值增加,al_3Zr粒子尺寸及与基体的错配度与再结晶程度趋势相同,尺寸与错配度越小析出粗大η相尺寸越小,面积分数越低。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金 Z参数淬火敏感性淬火析出相

Ni元素添加对al-zn-mg-cu系铝合金组织结构及性能影响第一性原理研究

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Ni元素添加对Al-Zn-Mg-Cu系铝合金组织结构及性能影响第一性原理...

作者：周建宇哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

7xxx系铝合金(al-zn-mg-cu体系),因其质轻,高强度、易加工等优异性能,被广泛地应用于航空航天领域。然而,合金的各个元素含量相对广泛,因此合金成分的微小改变将会导致合金性能发生显著变化。近年来,传统的“试错”迭代的成分优化逐渐... 详细信息

7xxx系铝合金(al-zn-mg-cu体系),因其质轻,高强度、易加工等优异性能,被广泛地应用于航空航天领域。然而,合金的各个元素含量相对广泛,因此合金成分的微小改变将会导致合金性能发生显著变化。近年来,传统的“试错”迭代的成分优化逐渐与基于第一性原理计算相结合从而完成材料设计。因此,本文利用第一性原理计算系统探索了al-zn-mg-cu-Ni系合金(析出相、固溶体)的热力学稳定性、力学性能以及电子结构。研究结果给出了相对准确的合金元素含量对al-zn-mg-cu-Ni体系铝合金性能的影响,说明通过多尺度设计来优化铝合金成分及性能是新材料及新工艺开发的高效手段之一,本研究为后续新型铝合金开发和制备奠定了基础。本文主要工作和研究结果如下:设计了320种al-zn-mg-cu-Ni成分(4.8-6.3zn1.1-2.6 mg1.6-3.1cu0-2Ni-wt%,每种元素间隔0.5wt%),然后通过热力学计算得出可能的室温平衡相。结果表明Ni元素添加前al-zn-mg-cu系铝合金主要含有mg zn,almg cu,alcu这三种第二相,添加Ni元素后会出现alNi,alcuNi两种新相。基于热力学计算结果,通过第一性原理计算对析出相的热力学稳定性、力学性能及电子结构进行探究。此外,发现两种含Ni相的热力学稳定性较高,力学性能较为优异,可归因于含Ni相中形成了具有离子性或共价性的al-Ni键。基于热力学计算和第一性原理计算结果选取了五种合金成分(具有最高含量的五种第二相)并构建了对应的固溶体模型(SQS随机分布模型)。然后通过第一性原理计算对固溶体模型的热力学稳定性、力学性能及电子结构进行探究,其中alznmgcuNi,alznmg cuNi(含Ni相的含量最高)热力学稳定性较好。其中alznmg cuNi的综合力学性能最为优异,除泊松比较低外,硬模量、硬度、硬弹比都相对较高,是一种理想的高强高韧铝合金。固溶体结构中形成了al-Ni、al-zn及al-cu键,其中al-Ni键强度最高。构建了不同Ni元素含量的VCA梯度模型,通过第一性原理计算进一步探究Ni元素含量对铝合金性能的影响。随着Ni元素含量的提高合金晶胞体积会有所降低。Ni元素的添加会显著提升al-zn-mg-cu系铝合金的剪切模量、杨氏模量、硬度和耐磨性等性能;但会降低铝合金的泊松比和韧性,但是泊松比的降低幅度较低。此外,Ni元素的添加还会改变晶体结构弹性模量的各向异性。综上所述,适量的Ni添加可有效改善al-zn-mg-cu系铝合金的力学性能。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金 Ni添加改性第一性原理计算电子结构力学性能

时效工艺对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织与性能的影响

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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金属热处理 2020年第4期45卷 152-155页

作者：徐雪芳王春华烟台南山学院工学院山东烟台265713 轻合金加工成形实验室山东烟台265713

向al-zn-mg-cu合金中添加0. 22%的过渡族元素Ti,通过一级时效、二级时效与三级时效工艺处理,研究了时效工艺对含Ti铝合金的组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、微控万能试验机、显微硬度计等测试合金铸态组织及相析... 详细信息

向al-zn-mg-cu合金中添加0. 22%的过渡族元素Ti,通过一级时效、二级时效与三级时效工艺处理,研究了时效工艺对含Ti铝合金的组织与性能的影响。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、微控万能试验机、显微硬度计等测试合金铸态组织及相析出分布形态、时效后力学性能与断口形貌等。结果表明:添加Ti元素可以细化晶粒、改善枝晶偏析并强化合金;一级时效态合金具有最高强度586 MPa,三级时效态合金具有最大硬度与最长伸长率,强度与一级时效态相当,分别为183. 2 HV0. 1、8. 8%和579 MPa。三级时效对合金的力学性能提高最显著。

关键词： Al-Zn-Mg-Cu铝合金时效工艺第二相析出 Ti元素细晶强化