Al-Cu-Mg-Ag合金時效行為及高溫耐熱性能的研究.pdf

1、超音速飛機巡航速度高，在飛行中與空氣摩擦產(chǎn)生的氣動熱，致使飛機表面溫度升高而使機身材料處于150℃以上的環(huán)境中。在高Cu/Mg比Al-Cu-Mg系合金中添加微量Ag元素會促進合金形成一種新的細小均勻分布的析出相Ω，從而提高了合金的時效硬化效果及高溫性能。本論文設計了三種不同Ag含量的高Cu/Mg比的Al-Cu-Mg-Ag合金(1＃含0％Ag，2＃含0.33％Ag，3＃含0.44％Ag)，用傳統(tǒng)的鑄錠冶金法制備合金鑄錠，并通過熱處理和塑性

2、變形控制合金微觀組織。采用硬度測試，室溫和高溫拉伸性能測試，差熱分析(DTA和DSC)以及各種顯微分析(金相，掃描電子，透射電子)等方法，研究了不同熱處理狀態(tài)下2＃合金組織與力學性能的變化規(guī)律；本文還深入研究了在高Cu/Mg比Al-Cu-Mg合金中添加不同含量的Ag元素對合金(1＃，2＃和3＃)微觀組織和耐熱性能的影響。研究結果如下：
　　 (1)2＃合金鑄錠在均勻化處理過程中組織的變化特征為：合金的枝晶偏析基本消除，晶內成分變

3、得均勻化，適宜的均勻化處理制度為：420℃×6h+515℃×16h。適宜的固溶處理工藝為：525℃×2h。
　　 (2)添加微量的Ag元素可明顯提高Al-Cu-Mg系合金中θ’相的形成激活能，抑制θ’相的形成，顯著促進Ω相的析出。2＃合金比3＃合金更容易析出Ω相，2＃合金Ω相的激活能為89.15kJ/mol，比3＃合金Ω相激活能低9.45kJ/mol。Ag元素的添加改變了高Cu/Mg比Al-Cu-Mg系合金的時效析出過程，合金時

4、效時的主要析出相為Ω和少量的θ’相，時效析出序列為：
　　 (3)與不含Ag的1＃合金相比，含Ag量分別為0.33％和0.44％的2＃和3＃合金具有較高的室溫及高溫強度。在150℃下進行拉伸試驗時，2＃和3＃合金的σb分別為353MPa，393MPa，而1＃合金的σb為333MPa。不同Ag含量的2＃和3＃合金的高溫性能不同。當拉伸溫度為150℃及以下時，3＃合金的力學性能優(yōu)于2＃合金的力學性能；當拉伸溫度為200℃及以上時，2

5、＃合金的力學性能與3＃合金相當，在200℃下拉伸時，2＃合金的σb為321MPa，而3＃合金的σb為318MPa。
　　 (4)三種欠時效態(tài)合金在150℃下熱暴露不同時間后，其抗拉強度先增大后減小。在150℃熱暴露10h后，1＃，2＃和3＃欠時效合金的σb達到最大值，分別為449MPa，503MPa和510MPa。在150℃熱暴露1000h后，三種合金的抗拉強度分別下降為358MPa，412MPa和416MPa。2＃和3＃T6態(tài)