外加電場(chǎng)下AL-5％Cu合金的時(shí)效析出行為與機(jī)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(xué)性能有著密切的聯(lián)系，通過(guò)優(yōu)化合金的熱處理工藝及開(kāi)發(fā)新型熱處理方式對(duì)合金微結(jié)構(gòu)的調(diào)控具有重要的應(yīng)用價(jià)值。本文以Al-5％Cu合金為對(duì)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(chǎng)及脈沖電場(chǎng)時(shí)效過(guò)程中的微觀組織演變規(guī)律。并結(jié)合硬度測(cè)試、電導(dǎo)率測(cè)定及拉伸性能測(cè)試，探討了不同時(shí)效工藝對(duì)合金性能的影響。主要研究結(jié)果如下:<

2、br>　　(1)施加E=8 kV/cm靜電場(chǎng)或脈沖電場(chǎng)時(shí)效后，合金樣品在時(shí)效初期的硬度明顯上升，且電場(chǎng)縮短了合金達(dá)到峰值硬度所需的時(shí)間(15h下降至12h)，說(shuō)明電場(chǎng)時(shí)效樣品具有更高的時(shí)效硬化速率，但脈沖電場(chǎng)對(duì)合金硬化速率的提升要小于靜電場(chǎng)。隨著施加電場(chǎng)強(qiáng)度的增加(8 kV/cm～50 kV/cm)，合金的時(shí)效硬化速率進(jìn)一步提高。
　　(2)TEM分析顯示施加E=8 kV/cm靜電場(chǎng)或脈沖電場(chǎng)時(shí)效促進(jìn)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(chǎng)時(shí)效對(duì)θ"相的長(zhǎng)大并沒(méi)有明顯影響。在電場(chǎng)時(shí)效過(guò)程中，隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增大(E=8 kV/cm～50 kV/cm)，合金中θ"相的數(shù)量進(jìn)一步增多，說(shuō)明提高電場(chǎng)強(qiáng)度有利于θ"相的形核析出。當(dāng)施加E=50 kV/cm靜電場(chǎng)時(shí)效時(shí)，電場(chǎng)對(duì)θ"相形核的促進(jìn)作用最為明顯，θ"相的面積分?jǐn)?shù)由常規(guī)時(shí)效時(shí)的3.6％增加至8.5％，增幅近200％。
　　(3)電場(chǎng)時(shí)效降低了Al-5％Cu合金中θ"相的析出激活能，當(dāng)施加E=8

4、 kV/cm靜電場(chǎng)時(shí)效時(shí)，析出激活能由37.5 kJ/mol降低到31.2 kJ/mol，降低達(dá)20％。當(dāng)施加E=8 kV/cm脈沖電場(chǎng)時(shí)效時(shí)，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(chǎng)對(duì)合金θ"相形核析出的促進(jìn)作用要高于脈沖電場(chǎng)。
　　(4)θ"相的TTT曲線顯示，經(jīng)電場(chǎng)時(shí)效后，合金中θ"相的析出轉(zhuǎn)變開(kāi)始線及終了線有所提前，說(shuō)明電場(chǎng)時(shí)效加速了時(shí)效過(guò)程中θ"相的析出。