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退火温度对Q345E钢板力学性能与显微组织的影响

轻量化是现代化交通运输业的发展方向,其重要手段是在交通工具中使用轻量化材料。7xxx系铝合金属于高强铝合金,这类Q345E钢板具有密度小、强度高、挤压性能好和焊接性能好等优点,因而作为高速列车、地铁列车、轻轨列车、双层列车和豪华大巴等现代化交通运输工具的关键材料而广泛使用。其中的7005铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系可热处理强化的中高强铝合金,具有相当高的强度、断裂韧性、抗腐蚀性能和热稳定性,同时还有较好的挤压性能,因此7005铝合金已逐步成为车辆用****铝合金型材的主要用材之一。由于高强铝合金具有成形性能不稳定的特点,因此如何提高铝合金型材的成形性能已成为国内外研究的热点之一。热处理工艺对于改善高强铝合金的力学性能、成形性能有很大的帮助,本文通过研究退火温度对7005铝合金力学性能及显微组织的影响,希望为开发出具有良好成形性能的交通运输用铝合金提供依据。

实验材料为Φ5.0mm的7005高强铝合金,其化学成分(质量分数,%)为:4.93Zn,1.39Mg,0.06Cu,0.12Cr,0.14Fe,0.09Si,0.30Mn,0.04Ti,余为Al。试样按GB/T228-2002要求制备。合金的供货处理状态为T1。将7005铝合金标样分别在300、400、450、500和550℃进行均匀化退火,保温150min后随炉冷却。
随退火温度的升高,7005铝合金抗拉强度和硬度下降,断后伸长率呈线性增加趋势,变化规律正好与抗拉强度相反,达到一定温度后,力学性能趋于平稳。这时的铝合金已完成再结晶过程。确定450℃为7005铝合金的再结晶温度。退火温度的升高对7005铝合金的显微组织影响明显。经450℃保温150min退火后,铝合金完成再结晶,晶粒被细化,450℃以上,晶粒尺寸没有明显变化,组织已经均匀。7005铝合金的力学性能与其晶粒尺寸和组织均匀性密切相关。不同退火温度的7005铝合金试样拉伸断口形貌都是由韧窝和撕裂棱组成,拉伸断裂属于韧性断裂,随退火温度的升高塑性变形能力进一步提高。经过退火的铝合金试样塑性变形能力更好,完全符合大塑性变形实验要求。

 



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