2056和2023鋁合金板材組織與性能的研究.pdf

1、本文以2056和2023鋁合金薄板作為基礎(chǔ)研究對象，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計了兩種新合金2＃(Zn free)和4＃(Zr、Sc free)。借助金相顯微鏡(OM)、掃描電鏡(SEM)及透射電鏡(TEM)等微觀組織觀察分析手段，并通過硬度測試、常規(guī)拉伸性能測試、晶間腐蝕、剝落腐蝕、應(yīng)力腐蝕測試等實(shí)驗，探討了熱處理制度對2056和2023合金組織與性能的影響，以及Zn在2056合金中的微合金化作用和Sc、Zr在2023合金中的微合金化作用，并研究

2、了Zn元素對2056合金腐蝕性能的影響規(guī)律，得出的主要結(jié)論如下：
　　 1)2056鋁合金T6態(tài)(175℃)下，峰值時間為23h，抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為445MPa、337MPa和20.4％；T8態(tài)(155℃+5％預(yù)變形)下，峰值時間為70h，其峰值抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為502MPa、421MPa和12.8％；經(jīng)過30d自然時效的T3態(tài)合金抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為470MPa、382MPa和23.4％

3、。
　　 2)2023合金在175℃進(jìn)行T6態(tài)人工時效時，峰值時間為15h，其抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為474MPa、322MPa和32.2％；合金在155℃進(jìn)行T8態(tài)人工時效時，峰值時間為60h，其峰值抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別為524MPa、412MPa和18.9％。
　　 3)2056和2023鋁合金都處于Al-Cu-Mg系合金的中等Cu/Mg區(qū)，主要強(qiáng)化相均為S'相，其析出序列為：α過飽和固溶體→GPB

4、區(qū)→α+S"→α+S'→α+S。合金時效早期強(qiáng)化相以GPB區(qū)為主，在峰時效態(tài)以后則以S'相為主。Al3(Zr，Sc)相在2023合金中起到輔助強(qiáng)化作用。
　　 4)人工時效前進(jìn)行5％預(yù)變形促進(jìn)了S'相在合金晶內(nèi)大量地均勻、細(xì)小彌散地形核析出，提高了S'相的沉淀強(qiáng)化效果。使2056合金在T8態(tài)下的強(qiáng)度較T6態(tài)和T3態(tài)得到提高；自然時效前的預(yù)變形增加了合金的位錯，也在一定程度上提高了合金的力學(xué)性能。同時，使2023-T8合金的強(qiáng)度也

5、較2023-T6合金高。
　　 5)2056合金中的Zn元素使合金的時效響應(yīng)速度加快，并對合金的力學(xué)性能有一定的改善。Zn元素雖然不能改變合金的析出序列，但可以促進(jìn)GPB區(qū)的形成，在隨后的人工時效中GPB區(qū)為合金主要強(qiáng)化相S"/S'的形核析出提供了有利位置，促進(jìn)了合金主要強(qiáng)化相的析出。
　　 6)2023合金中的Zr、Sc元素加快了合金的時效響應(yīng)速度，提高了合金的力學(xué)性能。同時合金中形成的Al3(Zr，Sc)粒子，促進(jìn)了

6、合金主要強(qiáng)化相S"/S'相的析出，使S"/S'相在合金中均勻彌散分布，并起到輔助強(qiáng)化作用。
　　 7)T6和T8態(tài)下，隨著時效時間的延長，1＃、2＃合金的抗晶間腐蝕、抗剝落腐蝕及抗應(yīng)力腐蝕性能順序為：過時效>峰時效>欠時效。
　　 8)不同熱處理狀態(tài)下，1＃和2＃合金抗晶間腐蝕、抗剝落腐蝕及抗應(yīng)力腐蝕順序為：T3態(tài)>T8峰>T6峰。表明預(yù)變形可以在一定程度上改善合金的抗腐蝕能力，2056-T3合金具有最好的綜合抗腐蝕能力