微量Sc和Ti的添加對商業(yè)純Al微觀組織和力學性能的影響.pdf

1、Sc是改變鋁合金性能最好的變質劑,而如何減少Sc的使用量并提高合金性能具有重要的實際意義。本論文通過熔配法制備了Al-0.2Sc-0.04Ti和Al-0.2Sc-0.16Ti等合金,發(fā)現(xiàn)微量Sc和Ti添加對商業(yè)純Al微結構和室溫拉伸性能有如下影響:在晶界附近觀察到了少量含Al,Sc和Ti的微米量級初生沉淀粒子,但兩種Al-Sc-Ti合金(包括時效后的合金)的XRD衍射峰全部是Al的衍射峰,沒有觀察到與Al3(Sc,Ti)相或其它沉淀相相

2、關的衍射峰。均勻化過程對合金微結構無明顯影響,晶粒也未發(fā)生明顯長大。當Ti含量從0.04％增加到0.16％時,合金平均晶粒尺寸均明顯小于純Al的晶粒尺寸(~mm)。經不同溫度時效30 min后的室溫拉伸測試發(fā)現(xiàn):隨著時效溫度的升高,Al-0.2Sc-Ti合金的屈服強度σy和抗拉強度σb在略有降低后快速升高,在320℃達到最大后,又開始降低。這表明合金的最佳時效溫度為320℃。雖然Ti含量增加會導致合金晶粒尺寸顯著細化,但在低溫區(qū)(<26

3、0℃)時效時,合金的σy并未有明顯提高。這表明在目前所能獲得的晶粒尺寸水平下晶粒細化引起力學性質強化效應并不明顯。在所有時效溫度,Ti含量增加均會導致合金的屈服應力σy略有增加。但對抗拉強度σb而言卻有所不同:在低溫(<260℃)和高溫(>440℃)時效時,Ti含量增加也會導致σb增加;而在最佳時效溫區(qū)(290~350℃),Ti含量增加對σb影響不大,甚至還會有降低。在最佳時效溫區(qū),合金的抗拉強度可能已達到Al3(Sc,Ti)復合沉淀在

4、Al基體中的釘扎極限。此時隨著Ti含量增加,Al3(Sc,Ti)復合沉淀中的Ti含量增加,其釘扎能力降低,從而導致抗拉強度降低。此外,在相同時效條件下,合金的形變硬化指數(shù)n隨著Ti含量的增加而減小。這表明合金的加工硬化能力隨Ti含量增加而減弱。
　　總之,Ti含量增加能進一步細化Al-0.2Sc-Ti合金的晶粒尺寸,并適當提高合金的熱穩(wěn)定性,但會引起最大抗拉強度、應變硬化強度和使用安全性降低。因而過量添加Ti對Al-0.2Sc合金