Zr對(duì)Al-Cu-Mg-Ag合金組織與性能的影響.pdf

1、飛機(jī)用合金材料服役環(huán)境十分復(fù)雜，特別是瀕臨海邊的地區(qū)，由于空氣濕潤(rùn)，具有腐蝕性的工業(yè)廢氣排放量巨大，飛機(jī)構(gòu)件會(huì)受到多種形式的腐蝕傷害，其中剝落腐蝕、晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕等腐蝕形式非常普遍，許多災(zāi)難性的事故就是由于腐蝕破壞造成的。因此，飛機(jī)用合金材料不但應(yīng)具有良好的力學(xué)性能，還應(yīng)該有較高的抗勞性能和耐腐蝕性能。本文借助金相顯微鏡，掃描電鏡，硬度計(jì)和萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)等，通過(guò)微觀組織觀察，硬度測(cè)試，室溫力學(xué)性能測(cè)試，疲勞性能測(cè)試和腐蝕性能測(cè)試，研

2、究了Zr對(duì)Al-Cu-Mg-Ag合金組織與性能的影響。得到如下結(jié)論：
　?。?）隨著Zr含量的增加合金晶粒尺寸越來(lái)越小，晶界逐漸變細(xì)，添加0.3％Zr的4號(hào)合金晶粒最小，晶粒尺寸約為50μm，比未添加Zr元素的1號(hào)合金減小了40μm，但與添加0.2%Zr的3號(hào)合金相比，晶粒大小變得不均勻。Zr的添加對(duì)合金第二相成分影響較小，幾種合金適宜的均勻化制度為510℃×24h，固溶熱處理制度為515℃×2h。
　?。?）Zr的添加提高

3、了合金的峰值硬度，使合金時(shí)效硬化曲線中的平臺(tái)區(qū)消失，但合金基本在相同時(shí)間達(dá)到硬度的最高值。當(dāng)Zr的添加量為0.2%時(shí)合金的峰值硬度為173.3MHV。
　?。?）Zr的添加提高了合金的室溫強(qiáng)度，并且合金的伸長(zhǎng)率依然保持在10%以上。添加0.2%Zr的3號(hào)合金力學(xué)性能最好，其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度分別為503.4MPa和475.6MPa，分別比1號(hào)合金提高了30.9MPa和35.3MPa。但當(dāng)Zr的添加量由0.2%增加到0.3%時(shí)，合金

4、的強(qiáng)度又有所降低。
　?。?）Zr的添加提高了合金的耐疲勞性能，添加0.2%Zr的3號(hào)合金的疲勞極限為191.0MPa，未添加Zr元素的1號(hào)合金的疲勞極限為152.8MPa。合金的疲勞斷口都分為裂紋源區(qū)、疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)和瞬時(shí)斷裂區(qū)，其中疲勞裂紋擴(kuò)展區(qū)所占的區(qū)域最大，在相同應(yīng)力條件下3號(hào)合金的瞬時(shí)斷裂區(qū)尺寸都小于1號(hào)合金。
　?。?）Zr的添加使合金的耐腐蝕能力得到提高。隨著Zr含量的增多，合金的晶間腐蝕形式由連續(xù)性腐蝕轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、分立腐蝕和個(gè)別腐蝕，最大晶間腐蝕深度越來(lái)越小，添加0.3%Zr的4號(hào)合金和添加0.2%Zr的3號(hào)合金的最大晶間腐蝕深度分別為25.48μm和30.41μm，分別比1號(hào)合金減小了211.36μm和206.43μm；4號(hào)合金和3號(hào)合金剝落腐蝕等級(jí)達(dá)到EA（腐蝕程度較嚴(yán)重）級(jí)別的時(shí)間為12小時(shí)，比1號(hào)合金滯后了6小時(shí)。
　?。?）隨著Zr含量的增加合金的自腐蝕電位越來(lái)越高，自腐蝕電流密度越來(lái)越小，容抗弧半徑越來(lái)越大，得到了與晶間腐蝕和剝