Sc與Zr對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金組織性能的影響.pdf

1、鋯、鈧對(duì)鋁合金組織性能的影響得到廣泛研究。但是由于鈧昂貴、限制了其大量應(yīng)用。本文以Al-Zn-Mg-Cu合金為研究對(duì)象，考察添加超微量Sc、Zr及Sc+Zr對(duì)該合金組織及力學(xué)性能的影響，最終確定微量元素Sc和Zr的添加量，以使合金能夠獲得最優(yōu)組織及力學(xué)性能，然后研究添加微量元素Sc和Zr后，合金進(jìn)行固溶和單級(jí)時(shí)效展開實(shí)驗(yàn)，分析添加微量元素在固溶時(shí)效熱處理過(guò)程中所起作用，確定合金最佳固溶及時(shí)效工藝。
　　結(jié)果表明，單獨(dú)添加Sc和Zr

2、時(shí)，鑄態(tài)晶粒明顯細(xì)化，合金強(qiáng)度隨Sc和Zr含量的增加而增加，但合金的延伸率下降過(guò)快，當(dāng)Zr含量增加到0.25％時(shí)，其延伸率已降為7.1％。復(fù)合添加Sc與Zr時(shí)，隨著Sc與Zr添加量的增加，合金的強(qiáng)度逐漸上升，延伸率逐漸降低，當(dāng)添加量為0.04％Sc和0.16％Zr時(shí)，抗拉強(qiáng)度達(dá)到最大值:775MPa，延伸率降為9.85％，繼續(xù)增加Sc與Zr的含量，合金抗拉強(qiáng)度下降。
　　復(fù)合添加Sc和Zr時(shí)，合金中出現(xiàn)了Al3(Sc，Zr)粒子，

3、且在均勻化退火過(guò)程中析出大量細(xì)小、彌散、呈花瓣?duì)畹亩蜛l3(Sc，Zr)粒子，能夠釘扎位錯(cuò)和亞晶界，阻礙亞晶界遷移和亞晶粒長(zhǎng)大，使合金強(qiáng)化效果增強(qiáng)。
　　Al-Zn-Mg-Cu合金添加微量元素Sc和Zr后擠壓棒組織晶粒更細(xì)小、分布更均勻，其強(qiáng)度、硬度均高于未添加合金元素Sc和Zr的合金。固溶熱處理過(guò)程中，采用多級(jí)固溶制度明顯優(yōu)于單級(jí)固溶，確定420℃×3h+465℃×2h的固溶制度為最佳固溶熱處理方案;此時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度為777

4、MPa，較熱處理前提高了54％，延伸率為11.84％，較熱處理前提高了18％。
　　添加Sc和Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金具有很好的時(shí)效強(qiáng)化特性，通過(guò)對(duì)單級(jí)時(shí)效的研究表明，開始階段，合金擠壓棒的強(qiáng)度、硬度、延伸率及電導(dǎo)率均呈上升趨勢(shì)，當(dāng)時(shí)效時(shí)間至8h時(shí)達(dá)到峰值，此時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度為755MPa，較熱處理前提高了54％，延伸率為13.28％，較熱處理前提高了37％;隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，合金的延伸率下降，強(qiáng)度及硬度基本保持不變，說(shuō)