7050铝合金

附件3:
聊城大学
大学生科技文化创新基金项目
申请书
项目名称：
稀土(RE)对7050铝合金固溶时效组织和力学性能的影响研究 申请金额： 3000 元
**人： 程萌萌
指导教师： *杰
所属学院： 材料科学与工程学院
申请日期： 2014/4/16
实验管理中心制表
一、基本情况
1．项目情况
项目名称稀土(RE)对7050铝合金固溶时效组织和力学性能的影响研究学科类别□√理工农类；□人文社科经管类
项目属性□创新性设计、制作、研究；□基础性研究；□√应用性研究；□文学、艺术作品创作；□小发明、小创作、小设计等；
□教师科研课题中的子项目；□国际、国内各类科技学术竞赛；□社会（历史、政治、法律、教育、经济等）调研项目；
□其他有价值的研究与实践项目。

成果形式学术论文
项目来源□自主立题□√指导教师命题
研究期限自 2014 年 4 月起至 2016 年 4 月完成
申请金额3000元
2．申请者情况
姓名程萌萌性别女年龄22
民族汉专业金属年级、班2012级8班
上学年学习成绩班内名次/班人数4/39
职务团支书电话188****5030
E-mail****************签字
家庭住址山东省聊城市茌平县博平镇周庄村
申请者学习简历（自中学开始）
2005至2007年在博平镇中学读初中，曾担任学习委员职位；
2008至2011年在茌平第二中学读高中，曾担任团支书职位；
2012至今在聊城大学担任团支书职位。

3．项目组成员情况
姓名性别专业班级分工签名
李燕婷女金属工程8微观组织表征
逯峰男金属工程8稀土铝合金熔炼
梁超男金属工程8固溶时效热处理
刘迁男金属工程8力学性能测试
4．指导教师情况
姓名马杰职称讲师学位博士
专业金属工程电话8230831签名
5．完成本项目所具备的基本条件
1.对大学生科技文化创新活动的理解和认识；
2.完成本项目所具备的知识条件；
3.完成本项目所具备的客观条件
（实验条件、创作条件或进行社会调研条件等）；4.科技文化创新活动经历。

（根据所报项目类别填写相应内容）
1. 大学生科技文化创新活动对于培养学生的动手能力、实践能力、创造性思维都有重要作用，积极参加科技创新活动对他们理解、掌握相关书本教材内容也有直接推动作用。

在科技文化创新实践过程中，学
生的创新思维能力得到提高，从课堂教学的被动接受型思维模式转变为科技实践过程中的主动、积极、
创造性思维模式。

2. 申请人已经学习或者正在学习物理化学、金属学原理等相关课程，初步具备了进行科技文化创新活动的相关专业知识。

3. 具备的实验仪器和原材料：实验室拥有真空中频感应熔炼炉、箱式电阻炉可完成铝合金试样的熔炼及固溶时效处理；同时，可利用光学金相显微镜、扫描电镜、万能试验机、硬度试验仪等设备完成相关性
能测试。

4. 申请人以前以非小组成员身份曾协高年级同学进行科技创新活动。

注：1.项目成果形式：Ⅰ.自然科学类学术论文；Ⅱ.科技制作实物；Ⅲ.人文社科经管类（含文学、经济、政治、社会、法律、教育等）学术论文、文学艺术作品、社会调研报告。

2.有选择项的，请在方框内打“√”。

3.表格不足可加附页。

二、创新活动方案
1．目的和意义：
7050铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系铝合金, 是一种可热处理强化的超硬铝合金材料，其具有高比强度和硬度、较好的耐腐蚀性、较高的韧性及优良的加工性能，已广泛应用于航天航空工业、模具加工、机械设备等领域。

固溶处理作为7050高强铝合金热处理
的第一步, 将直接影响合金晶粒尺寸和组织形态、过剩相的数量、强化元素的固溶程度，从而对合金强度、韧性和抗应力腐蚀性能产生重要影响。

固溶工艺的选择一方面使强化元素最大量的固溶入基体, 另一方面又要防止过烧及晶粒的过度长大。

因此，固溶温度
和时间的优化就非常关键。

同时，稀土元素(RE)具有独特的电子结构、大的原子磁矩和自旋轨道耦合等特性，是一种具有独特物理性能和化学特性的有益元素。

已有相关报道表明，稀土元素加入铝合金后可起到显著的微合金化、除气、精炼、净化及细化晶粒等作用。

为此, 本项目通过在7050铝合金中添加不同种类的稀土元素及含量，研究单一稀土元素、混合稀土元素及添加量对7050铝合金固溶时效热处理后的显微组织及力学性能，探讨稀土在7050铝合金中的最佳含量范围及优化其热处理工艺。

2. 目前国内外同类项目的研究现状：
目前，国内外对7050高强铝合金的研究主要集中在不同热处理状态下强化相的结
构演变及热处理工艺的优化从而实现其强度和抗应力腐蚀能力的提高，取得了许多重要的进展。

在稀土改性铝合金方面，Knipling K.E 等研究了二元Al-0.1Sc、Al-0.1Zr 合金和三元Al-0.1Sc-0.1Zr合金的时效强化现象，表明Sc、Zr的加入对铝合金能产生时效
强化作用。

阮海琼、李云涛等研究了含Er稀土的2519铝合金时效组织以及时效机制，表明稀土元素Er在α-Al中的固溶度明显提高，固溶时效后合金再结晶晶粒细化并且随
稀土含量的增加合金晶粒逐渐细化。

而有关添加稀土改性7050铝合金的研究报告相对
较少。

3. 创新点：
利用单一及复合稀土元素对7050铝合金进行改性，探讨稀土元素种类及含量对固溶时效组织形貌及力学性能的影响。

4.研究内容与方法：
7050铝合金放入石墨坩埚，加热至710℃-740℃直至合金全部熔化，随后加入Al-RE 中间合金，混合均匀后，保温一段时间后浇注成试棒。

将试样放入箱式电阻炉中于
不同温度下(450℃-520℃)进行固溶处理，水淬后进行120℃×24 h 人工时效处理。

利用
光学金相显微镜、扫描电镜、万能试验机、硬度试验仪等对所获试样进行微观组织形貌、
力学性能及硬度测试。

5.目标与结果：
制备出不同稀土种类及添加含量的7050铝合金，探讨稀土元素对合金后续固溶时效显微组织及力学性能的影响，总结试验结果规律，为后续实验奠定基础，争取发表论文一篇。

6.进度及安排：
2014.4-2014.8：搜集整理文献，规划方案，购买铝合金原料及相应实验用品；2014.9-2015.7：铝合金熔炼及固溶时效处理，调整实验工艺，制备铝合金试样；2015.8-2015.12：测试铝合金微观组织形貌、力学性能及硬度，探讨稀土元素添加对材料组织、性能的影响；
2016.1-2016.4：整理实验结果，撰写实验报告。

7．经费使用计划：
经费来源：
(1)聊城大学大学生创新基金项目：3000元
(2)聊城大学科研启动基金
使用计划：
铝合金、稀土中间合金及力学标准试样加工：2000元
材料性能测试分析：1500 元
资料复印费：300元
三、审批情况
1．指导教师推荐意见：
该项目立项新颖，应用性强，报告撰写思路清晰、实验方案设计合理，具备可行性。

本项目可有效提高大学生的动手能力、实践能力及培养创造性思维及团队合作精神。

签字： 年 月 日
2．学院推荐意见：
院（部）主管领导签名：　院部公章： 年 月 日3．学校主管部门审核意见：
负责人签名： 年 月 日
4、聊城大学大学生科技文化创新工作领导小组审批意见
组长签字：年 月 日。