Sc與Zr微合金化對新型Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金組織與性能的影響.pdf

1、Al-Zn-Mg合金由于具有輕質(zhì)高強(qiáng)和良好的可加工性，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑及航空航天等領(lǐng)域。稀土微合金化是進(jìn)一步提高鋁合金性能的有效方式。稀土元素Sc在鋁合金中具有顯著細(xì)化晶粒、抑制再結(jié)晶和提高強(qiáng)度的作用，但昂貴的價格限制了其在鋁合金中的廣泛應(yīng)用。而價格相對較低的Zr元素亦具有細(xì)化晶粒和提高強(qiáng)度的效果。因此，研究Sc與Zr復(fù)合微合金化，以期獲得低成本、高性能鋁合金，具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。
　　本文設(shè)計了不同成分的新型A

2、l-Zn-Mg-Sc-Zr合金，通過對不同狀態(tài)（鑄態(tài)、均勻化退火態(tài)、軋制態(tài)、固溶態(tài)及時效態(tài)）合金進(jìn)行形貌分析與性能測試，研究了Sc/Zr比和Sc+Zr添加量對Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金組織與性能的影響，在此基礎(chǔ)上探討了Sc和Zr對合金組織與性能的作用機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明，Sc和Zr在鋁合金中均具有細(xì)化晶粒的作用。相較于單獨添加Sc或Zr的合金，Sc和Zr復(fù)合添加所導(dǎo)致的細(xì)化晶粒和抑制再結(jié)晶的效果最好。Sc與Zr復(fù)合微合金

3、化對提高合金強(qiáng)度具有協(xié)同增強(qiáng)效果。隨著Sc和Zr添加量增大，合金強(qiáng)度增加。添加0.2wt.％Sc和0.4wt.%Zr的合金經(jīng)過120℃/24h時效處理后，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較未添加Sc和Zr元素的合金分別提高16.2%和22.2%。
　　在Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金中，鑄態(tài)晶粒細(xì)化效果主要來源于初生Al3(Sc, Zr)粒子，而次生Al3(Sc, Zr)粒子有效抑制了變形合金的再結(jié)晶。沉淀強(qiáng)化主要是由于時效過程中形成了GP區(qū)