论文部分内容阅读
摘要：本文采用力学拉伸和硬度测试、剥落腐蚀实验、极化曲线测试、电导率测试和金相(OM)、扫描(SEM)、透射(TEM)电镜等表征与分析方法,运用基于热力学相图计算软件Themo-Calc、 JmatPrO和基于密度泛函理论的第一性原理方法,以Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr合金为研究对象,分别进行如下研究：对合金析出相种类、含量及其形成热、结合能、费米能以及弹性常数进行计算,并根据计算结果探讨了析出相对合金耐蚀性能以及强韧性能的影响；超声铸造对合金组织均匀性的影响；超声铸造对合金力学性能和腐蚀性能的影响。得到如下结论：(1)合金中析出相主要为MgZn2,A12Cu,A13Zr和α-Al,且其形成均为自发反应的放热过程,稳定性大小为A13Zr>A12Cu>MgZn2。 MgZn2与α-Al费米能值相差最大,最易与α-Al形成微腐蚀电池而导致合金耐蚀性能下降。弹性模量计算结果表明,除MgZn2外,A13Zr与Al2Cu的杨氏模量均远大于a-Al基体的杨氏模量,两者可直接作为增强增韧硬质颗粒,提升基体强硬度。(2)超声波铸造Al-Zn-Mg-Cu合金能够显著的晶粒细化,均匀组织成分。铸锭经473℃/24h均匀化处理后晶界明晰、平直化。超声铸造有助合金元素的扩散及固溶,在铸态组织的遗传效应下合金铸锭经均匀化、热变形在固溶处理过程中普通铸锭热轧板在470℃/120min处理下硬度最大,超声铸锭热轧板在470℃/90min处理下硬度最大。超声铸造能够加剧合金元素扩散,有助发挥Al3Zr粒子在晶粒细化和抑制合金发生再结晶的作用。(3)对于超声铸造Al-7.8Zn-1.6Mg-1.8Cu-0.12Zr铝合金,与T6状态合金相比,T73状态合金的抗腐蚀性能较好,但强度显著降低,RRA状态的合金强度与T6态合金相当,且抗腐蚀性能显著提高；相对于没有经过超声熔体处理的合金,在超声波的空化、声流和机械振动效应的作用下,铸态合金的合金元素固溶度以及基体空位浓度都增加,在其组织遗传效应的影响下,采用相同时效工艺处理后合金中析出相的分布更加均匀且出现了部分粗化现象,均匀分布的细小析出相对合金的强度有积极影响,粗化的析出相对合金的强度不利,但是能够改善合金的耐腐蚀性能。