AL-Mg-Sc和AL-Mg-Er合金板材組織與性能研究.pdf

1、采用水冷鐵模鑄造—熱軋—冷軋—穩(wěn)定化退火處理制備了含0.25％(wt％) Sc的合金1、含0.10％(wt％) Sc的合金2和含0.25％(wt％)Er的合金3三種厚2.0mm的Al-Mg-Mn-Zr合金板材。采用硬度、電導率測試方法、室溫拉伸、金相、掃描、透射電子顯微分析方法和剝落腐蝕性能測試，研究了三種合金板材在熱軋態(tài)、冷軋態(tài)和不同退火溫度條件下的拉伸力學性能、剝落腐蝕性能和顯微組織結構變化規(guī)律。在此基礎上，還研究了三種合金成品板材

2、氬弧焊焊接接頭的力學性能和顯微結構。論文研究獲得以下主要結論:
　　1)復合添加Sc、Zr或Er、Zr的三種合金在凝固過程中析出的初生Al3(Sc，Zr)、Al3(Er，Zr)質點，成為有效的非均質晶核，大大細化了合金鑄態(tài)晶粒。合金1鑄態(tài)晶粒尺寸約為20μm，合金2和合金3鑄態(tài)晶粒尺寸分別約為40μm和70μm。
　　2)冷軋板材穩(wěn)定化退火過程中，抗拉強度和屈服強度均下降，而伸長率升高。320℃/1h退火條件下，合金1抗拉強

3、度、屈服強度最高，分別為439MPa和339MPa;合金2次之，抗拉強度、屈服強度分別為414MPa和308MPa;合金3最低，抗拉強度、屈服強度分別為335MPa和172MPa。
　　3)含Sc合金板材即使經(jīng)300℃/1h退火后仍能部分保持加工態(tài)的纖維狀組織，而含Er合金板材經(jīng)300℃/1h退火后開始部分再結晶，這是因為Al3(Sc，Zr)粒子在300℃下仍能釘軋位錯和亞晶界，抑制再結晶，而Al3(Er，Zr)粗化，抑制再結晶能

4、力減弱。
　　4)合金冷軋板材在200℃以下穩(wěn)定化退火，剝落腐蝕隨溫度升高而變差，尤其在經(jīng)200℃/1h穩(wěn)定化退火后腐蝕速率最大、剝落腐蝕最嚴重，三種合金均產(chǎn)生ED級剝落腐蝕;經(jīng)280℃/1h以上穩(wěn)定化退火后，抗剝落腐蝕能力增強，腐蝕速率變小，剝落腐蝕性能由E級逐步向N級和P級轉化。綜合力學和剝落腐蝕性能考慮，三種合金板材最佳退火工藝為320℃/1h。
　　5)三種合金氬弧焊焊接接頭拉伸力學性能為:合金1:Rm=348MPa

5、，R0.2=240MPa，焊接系數(shù)79.6％;合金2:Rm=345 MPa，R0.2=259MPa，焊接系數(shù)80.7％;合金3:Rm=289MPa，R0.2=183MPa，焊接系數(shù)79.8％。含Sc合金接頭中熱影響區(qū)中的Al3(Sc，Zr)粒子通過阻止位錯移動和亞晶界合并使合金1和合金2熱影響區(qū)仍保持纖維狀組織，從而使其具有較強亞結構強化效應。合金3中熱影響區(qū)中的Al3(Er，Zr)粒子粗化，熱影響區(qū)內(nèi)發(fā)生完全再結晶，亞結構強化效果消失