稀土元素Sc,La對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金組織性能的影響.pdf

1、航天航空行業(yè)的飛速發(fā)展對(duì)鋁合金性能提出了越來(lái)越高的要求。提高鋁合金的力學(xué)性能有很多方法，通過(guò)添加合金元素來(lái)研制新型合金，變形工藝優(yōu)化以及優(yōu)化設(shè)計(jì)熱處理工藝是提高合金性能的主要方法。本文主要研究了添加合金元素Zr元素及聯(lián)合添加Sc，Zr元素以及單獨(dú)添加La元素到Al-Zn-Mg-Cu合金中后，對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金組織性能的影響。同時(shí)探索了最佳熱處理工藝，旨在提高Al-Zn-Mg-Cu合金的力學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
　　1)Z

2、r的添加使得Al-8.5Zn-2Mg-1.2Cu合金的晶粒得到了細(xì)化，但是細(xì)化效果比較有限。復(fù)合添加Sc和Zr到Al-8.5Zn-2Mg-1.2Cu合金中，可以觀察到明顯的晶粒細(xì)化，且晶粒大小非常均勻。晶界上的析出相主要為η(MgZn2)+T(AlZnMgCu)相，晶內(nèi)析出相主要是為η(MgZn2)相，是合金中的主要強(qiáng)化相。在晶粒內(nèi)部還有一些細(xì)小的方塊狀的第二相粒子，該相粒子的尺寸約為3～10μm，為Al3(Sc，Zr)相。Al3(Sc

3、，Zr)的形成是含Sc鋁合金晶粒細(xì)化的主要原因。
　　2)經(jīng)過(guò)固溶處理后，Al-8.5Zn-2Mg-1.2Cu-0.18Zr合金晶粒在微觀結(jié)構(gòu)上仍然呈纖維狀，幾乎沒(méi)有發(fā)生再結(jié)晶。0.18Zr的添加使抗拉強(qiáng)度得到了提高，但延伸率有所降低。Al-8.5Zn-2Mg-1.2Cu-0.3Sc-0.18Zr合金抗拉強(qiáng)度最高為594.1 MPa，提高了43 MPa，同時(shí)延伸率也是最高的(14.7%)。
　　3)將La添加到Al-Zn-M

4、g-Cu合金中可以明顯地觀察到明顯的晶粒細(xì)化，但是添加0.06%La時(shí)晶粒細(xì)化效果并不明顯，隨著La含量的增加，枝晶臂的數(shù)量可以觀察到明顯地減少。隨著La含量的提高，Al-6.0Zn-2.6Mg-1.2Cu-La合金的拉伸強(qiáng)度明顯提高。當(dāng)添加0.3La時(shí)，合金強(qiáng)度最高，提高了大約70 MPa。而當(dāng)La含量達(dá)到0.5時(shí)，合金強(qiáng)度則有稍微下降，但是仍高于Al-6.0Zn-2.6Mg-1.2Cu合金的強(qiáng)度。
　　4)單固溶處理+單級(jí)時(shí)效

5、處理后，仍有部分沿軋制方向的粗大相沒(méi)有完全溶解入基體中，第二相顆粒分布的均勻、彌散程度較差，且較為粗大。單級(jí)固溶+雙級(jí)時(shí)效處理后，組織中析出的第二相明顯更為細(xì)小。雙級(jí)固溶+單級(jí)時(shí)效處理使得沿軋制方向的粗大相的溶解更為完全，然而仍然存在時(shí)效后析出相顆粒較為粗大的問(wèn)題。雙級(jí)固溶+雙級(jí)時(shí)效處理后，不但軋制過(guò)程中沿軋制方向的破碎的粗大相溶解更為完全，而且使得晶粒尺寸非常細(xì)小而且均勻，時(shí)效過(guò)程中析出的析出相顆粒也最為細(xì)小和彌散。
　　5)選