Al-Mg-Si-Cu合金強化工藝及耐腐蝕性能的研究.pdf

1、Al-Mg-Si-Cu合金不僅具有低密度而且擁有比強度較高、塑性好等特點,另外還具有優(yōu)良的導電性能以及導熱性能的特點,然而由于Cu的添加雖然能提高合金的強度,但其耐晶間腐蝕性會顯著降低。如何保證合金同時具有較高強度及較好的耐蝕性能一直是該合金開發(fā)和應用中的較大難題。本研究采用顯微組織觀察、電子顯微鏡掃描、能譜分析、拉伸性能測試及電化學極化曲線測定等測試手段研究不同Cu含量及固溶方式對Al-Mg-Si-Cu合金微觀組織、力學性能及耐蝕性能

2、的影響,并對其對合金的強化機理及耐蝕機理進行了探討,得出以下一些主要結論:
　　1)不同Cu含量的Al-Mg-Si-Cu合金鑄態(tài)組織均存在比較明顯的成分偏析現(xiàn)象,其中含Cu越多偏析程度越嚴重;鑄態(tài)的合金硬度隨Cu含量的增大總體呈上升的趨勢;合金經(jīng)過570℃×10h的均勻化處理,晶邊界呈細線狀,有效地消除晶內偏析和內應力,從而提高了合金的塑性變形性能。
　　2)合金在不同溫度固溶處理,基體內的第二相都會隨著保溫時間的延長而減少

3、,提高固溶溫度,固溶所需要的時間就相對縮短;合金經(jīng)過540℃×4h固溶處理后,合金再結晶完全,晶內的第二相大部分已溶解,且沒有發(fā)現(xiàn)晶粒長大的現(xiàn)象。
　　3)合金經(jīng)固溶再單級時效,隨著時效時間的延長,其硬度是逐漸增大的;當Al-Mg-Si-1.5Cu合金經(jīng)180℃×6h時效后,此時晶粒沒有發(fā)現(xiàn)明顯長大現(xiàn)象,其第二相的尺寸偏差較小、分布形態(tài)較均勻,合金的抗拉強度和硬度分別為349.9MPa和105.84HB;而160℃×6h+200℃

4、×2h雙級時效由于預時效析出的第二相具有一定的尺寸優(yōu)勢而易吸附周圍的溶質原子而使得后續(xù)時效時發(fā)生尺寸變大,從而導致合金硬度、抗拉強度及延伸率會有下降的趨勢。
　　4)采用逐步提高固溶溫度的強化固溶可有效提高合金的過飽和度,大為促進隨后時效第二相的彌散析出。經(jīng)強化固溶單級時效處理的合金,其抗拉強度可達395.9MPa,比常規(guī)固溶時效態(tài)提高近13.0％;而經(jīng)雙級固溶后合金由于長時間高溫作用會導致基體晶粒存在不同程度的粗化,使得合金單級

5、時效后抗拉強度和硬度均有所降低,即分別為280.3Mpa和78.8HB;且特殊固溶方式對高含Cu量的Al-Mg-Si-Cu合金的強化作用比對低含Cu量合金的強化效果更顯著。
　　5)在相同的腐蝕條件下,經(jīng)不同固溶單級時效工藝處理的Al-Mg-Si-1.5Cu合金,常規(guī)固溶后的合金晶間腐蝕最嚴重,相對晶間腐蝕敏感性最低的高溫預析出的晶間腐蝕深度約大91.9μm;經(jīng)過雙級時效后的合金,強化固溶后的合金晶間腐蝕最嚴重,相對晶間腐蝕敏感性

6、最低的高溫預析出的晶間腐蝕深度約大149.0μm;單級/雙級時效后晶間腐蝕敏感性由大至小的順序分別為:常規(guī)固溶>強化固溶>雙級固溶>高溫預析出,強化固溶>雙級固溶>常規(guī)固溶>高溫預析出。
　　6)在常規(guī)固溶單級時效后的合金隨著含Cu量的增加,自腐蝕電位Ecorr有負移的趨勢,鈍化區(qū)變短,腐蝕電流密度Icorr有增大的趨勢,合金含Cu量越高,其腐蝕敏感性越高;相同含Cu量的合金經(jīng)過單級時效的自腐蝕電位Ecorr比雙級時效后的自腐蝕電