添加微量鈧、鋯的高強(qiáng)高韌鋁合金鑄錠均勻化及性能預(yù)測.pdf

1、本論文采用室溫力學(xué)性能測試、電導(dǎo)率測定、硬度測定、金相顯微分析(OM)、掃描電子顯微分析(SEM)、X射線衍射分析(XRD)和透射電子顯微分析(TEM)，研究了Al-Cu-Mg-Sc-Zr和Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金不同均勻化工藝下合金的組織和性能，優(yōu)化了均勻化工藝，在此基礎(chǔ)上，分別以Al-Cu-Mg-Sc-Zr及Al-Zn-Mg-Sc-Zr為研究對(duì)象，運(yùn)用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱編程，采用Levenberg-Marquardt

2、算法對(duì)權(quán)值和閾值進(jìn)行訓(xùn)練，分別建立以均勻化熱處理溫度和時(shí)間與電導(dǎo)率高度非線性BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型和鋁鋅鎂鈧合金均勻化工藝參數(shù)到合金性能的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型。試驗(yàn)結(jié)果表明：
　　 (1)在微量添加的鈧、鋯的2524合金鑄錠均勻化過程中，合金顯微組織結(jié)構(gòu)發(fā)生兩個(gè)方面的變化：一方面，360℃以下均勻化，過飽和固溶體會(huì)分解析出平衡的θ相和S相，合金過飽和程度降低，硬度隨之下降，電導(dǎo)率上升；另一方面，隨均勻化溫度升高，360℃以上均勻化

3、，這些析出相和凝固過程中形成的二元和三元平衡相又重新溶入固溶體中形成新的過飽和固溶體，合金硬度上升，電導(dǎo)率下降。320℃/8h均勻化處理后合金綜合力學(xué)性能最佳。
　　 (2)Al-Zn-Mg-Sc-Zr鑄態(tài)合金顯微組織不均勻，由非平衡過飽和鋁基固溶體和少量平衡的T(Mg32(Al，Zn)49)相組成。均勻化過程中非平衡過飽和鋁基固溶體先分解析出大量平衡相、之后平衡相又逐漸回溶入固溶體基體，顯微組織均勻化的同時(shí)析出大量納米級(jí)Al3

4、(Sc，Zr)彌散相，經(jīng)300℃/24h均勻化處理，合金析出的Al3(Sc，Zr)質(zhì)點(diǎn)最細(xì)小彌散。
　　 (3)微量Sc、Zr在Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg合金中以初生的Al3(Sc，Zr)質(zhì)點(diǎn)和次生Al3(Sc，Zr)質(zhì)點(diǎn)形式存在，主要起晶粒細(xì)化、抑制再結(jié)晶和Al3(Sc，Zr)析出強(qiáng)化的作用。
　　 (4)建立的復(fù)合添加微量鈧鋯的2524鑄態(tài)合金均勻化熱處理溫度和時(shí)間與電導(dǎo)率高度非線性BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型能較好

5、的反映均勻化工藝參數(shù)與電導(dǎo)率之間的內(nèi)在規(guī)律，泛化檢測點(diǎn)相對(duì)誤差≤±0.006，表明該神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有較高的預(yù)測精度和良好的泛化能力。
　　 (5)建立的以鋁鋅鎂鈧合金為研究對(duì)象，以均勻化溫度和時(shí)間為輸入、以評(píng)估均勻化處理程度性能參數(shù)電導(dǎo)率和硬度為輸出的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型具有較高的預(yù)測精度和良好的泛化能力，泛化檢測點(diǎn)電導(dǎo)率相對(duì)誤差≤+0.23％，硬度相對(duì)誤差≤+1.90％，能較好的反映均勻化工藝參數(shù)與性能之間的內(nèi)在規(guī)律，可有效預(yù)