外加電場下AL-5％Cu合金的時效析出行為與機理.pdf

1、合金的熱處理工藝與其微觀組織演變規(guī)律及力學性能有著密切的聯(lián)系，通過優(yōu)化合金的熱處理工藝及開發(fā)新型熱處理方式對合金微結構的調(diào)控具有重要的應用價值。本文以Al-5％Cu合金為對象，采用透射電子顯微鏡(TEM)、掃描電鏡分析(SEM)、示差掃描量熱儀(DSC)等分析手段，系統(tǒng)研究了Al-5％Cu合金在靜電場及脈沖電場時效過程中的微觀組織演變規(guī)律。并結合硬度測試、電導率測定及拉伸性能測試，探討了不同時效工藝對合金性能的影響。主要研究結果如下:<

2、br>　　(1)施加E=8 kV/cm靜電場或脈沖電場時效后，合金樣品在時效初期的硬度明顯上升，且電場縮短了合金達到峰值硬度所需的時間(15h下降至12h)，說明電場時效樣品具有更高的時效硬化速率，但脈沖電場對合金硬化速率的提升要小于靜電場。隨著施加電場強度的增加(8 kV/cm～50 kV/cm)，合金的時效硬化速率進一步提高。
　　(2)TEM分析顯示施加E=8 kV/cm靜電場或脈沖電場時效促進了合金中θ"相的形核析出，但根

3、據(jù)HRTEM分析可以發(fā)現(xiàn)電場時效對θ"相的長大并沒有明顯影響。在電場時效過程中，隨著電場強度的增大(E=8 kV/cm～50 kV/cm)，合金中θ"相的數(shù)量進一步增多，說明提高電場強度有利于θ"相的形核析出。當施加E=50 kV/cm靜電場時效時，電場對θ"相形核的促進作用最為明顯，θ"相的面積分數(shù)由常規(guī)時效時的3.6％增加至8.5％，增幅近200％。
　　(3)電場時效降低了Al-5％Cu合金中θ"相的析出激活能，當施加E=8

4、 kV/cm靜電場時效時，析出激活能由37.5 kJ/mol降低到31.2 kJ/mol，降低達20％。當施加E=8 kV/cm脈沖電場時效時，析出激活能由從36.7 kJ/mol升降低至32.1kJ/mol，降幅為14％。由此可知靜電場對合金θ"相形核析出的促進作用要高于脈沖電場。
　　(4)θ"相的TTT曲線顯示，經(jīng)電場時效后，合金中θ"相的析出轉變開始線及終了線有所提前，說明電場時效加速了時效過程中θ"相的析出。