微量Sc、Zr對(duì)高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金組織和性能的影響.pdf

1、采用低頻電磁鑄造技術(shù)制備了3種不同Sc,Zr含量的Al-Zn-Mg-Cu合金,經(jīng)均勻化處理、熱擠壓、固溶和時(shí)效處理后,借助光學(xué)顯微鏡(OM)、差熱分析(DSC)、鎢燈絲掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、維氏顯微硬度計(jì)、萬(wàn)能實(shí)驗(yàn)拉伸儀及電導(dǎo)率測(cè)試儀等設(shè)備對(duì)含微量Sc,Zr的高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金擠壓件的強(qiáng)韌性進(jìn)行了研究,探討微量Sc,Zr在高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式和作用機(jī)理,并對(duì)相關(guān)熱處理工藝

2、制度進(jìn)行優(yōu)化。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、偬砑?.15％Sc、Zr的3＃合金,由于Sc、Zr原子會(huì)和Al原子作用在合金凝固過(guò)程中析出初生Al3(Sc,Zr)相粒子,該粒子先于α(Al)基體形核,起非均質(zhì)形核的作用,使3＃合金的鑄態(tài)晶粒尺寸顯著細(xì)化于不含Sc、Zr的1＃合金。
　?、谠贏l-Zn-Mg-Cu合金中復(fù)合添加微量的Sc、Zr,在均勻化熱處理過(guò)程中會(huì)析出均勻、細(xì)小、彌散的次生Al3(Sc,Zr)相粒子,這些粒子與α(

3、Al)基體共格,可以強(qiáng)烈釘扎位錯(cuò)和亞晶界,阻礙晶界的遷移和亞晶粒的長(zhǎng)大,有效抑制合金的再結(jié)晶行為,提高合金再結(jié)晶溫度。
　?、鄞紊?Al3(Sc,Zr)相粒子與合金中的位錯(cuò)有著強(qiáng)烈的交互作用,位錯(cuò)在切過(guò)或繞過(guò)該粒子時(shí)必須要消耗額外的能量,提高了合金的強(qiáng)度。含0.15％ Sc、Zr的3＃合金在不同熱處理態(tài)的力學(xué)性能比不含Sc、Zr的1＃合金均有顯著提高。
　?、茉诓煌琒c含量的2＃、3＃合金中,合金的鑄態(tài)晶粒尺寸隨Sc含量的增

4、加而降低;合金在抑制再結(jié)晶行為上都有顯著效果,而與Sc含量的變化影響不大。在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量的Sc可以顯著提高合金的力學(xué)性能,Sc在合金中的強(qiáng)化機(jī)制主要包括:細(xì)晶強(qiáng)化、亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、析出強(qiáng)化。
　?、萃ㄟ^(guò)對(duì)含Sc高合金化Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金熱處理工藝制度的研究,發(fā)現(xiàn)適宜的熱處理工藝為:420℃/3h+475℃/2h+120℃/24h+170℃/30min+120℃/24h,不僅可保證合金具有很高