Sc與Zr對Al-Zn-Mg-Cu合金組織性能的影響.pdf

1、鋯、鈧對鋁合金組織性能的影響得到廣泛研究。但是由于鈧昂貴、限制了其大量應用。本文以Al-Zn-Mg-Cu合金為研究對象，考察添加超微量Sc、Zr及Sc+Zr對該合金組織及力學性能的影響，最終確定微量元素Sc和Zr的添加量，以使合金能夠獲得最優(yōu)組織及力學性能，然后研究添加微量元素Sc和Zr后，合金進行固溶和單級時效展開實驗，分析添加微量元素在固溶時效熱處理過程中所起作用，確定合金最佳固溶及時效工藝。
　　結(jié)果表明，單獨添加Sc和Zr

2、時，鑄態(tài)晶粒明顯細化，合金強度隨Sc和Zr含量的增加而增加，但合金的延伸率下降過快，當Zr含量增加到0.25％時，其延伸率已降為7.1％。復合添加Sc與Zr時，隨著Sc與Zr添加量的增加，合金的強度逐漸上升，延伸率逐漸降低，當添加量為0.04％Sc和0.16％Zr時，抗拉強度達到最大值:775MPa，延伸率降為9.85％，繼續(xù)增加Sc與Zr的含量，合金抗拉強度下降。
　　復合添加Sc和Zr時，合金中出現(xiàn)了Al3(Sc，Zr)粒子，

3、且在均勻化退火過程中析出大量細小、彌散、呈花瓣狀的二次Al3(Sc，Zr)粒子，能夠釘扎位錯和亞晶界，阻礙亞晶界遷移和亞晶粒長大，使合金強化效果增強。
　　Al-Zn-Mg-Cu合金添加微量元素Sc和Zr后擠壓棒組織晶粒更細小、分布更均勻，其強度、硬度均高于未添加合金元素Sc和Zr的合金。固溶熱處理過程中，采用多級固溶制度明顯優(yōu)于單級固溶，確定420℃×3h+465℃×2h的固溶制度為最佳固溶熱處理方案;此時合金的抗拉強度為777

4、MPa，較熱處理前提高了54％，延伸率為11.84％，較熱處理前提高了18％。
　　添加Sc和Zr的Al-Zn-Mg-Cu合金具有很好的時效強化特性，通過對單級時效的研究表明，開始階段，合金擠壓棒的強度、硬度、延伸率及電導率均呈上升趨勢，當時效時間至8h時達到峰值，此時合金的抗拉強度為755MPa，較熱處理前提高了54％，延伸率為13.28％，較熱處理前提高了37％;隨著時效時間的延長，合金的延伸率下降，強度及硬度基本保持不變，說