微量Sc、Zr對高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金組織和性能的影響.pdf

1、采用低頻電磁鑄造技術制備了3種不同Sc,Zr含量的Al-Zn-Mg-Cu合金,經(jīng)均勻化處理、熱擠壓、固溶和時效處理后,借助光學顯微鏡(OM)、差熱分析(DSC)、鎢燈絲掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、維氏顯微硬度計、萬能實驗拉伸儀及電導率測試儀等設備對含微量Sc,Zr的高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金擠壓件的強韌性進行了研究,探討微量Sc,Zr在高合金化Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式和作用機理,并對相關熱處理工藝

2、制度進行優(yōu)化。本研究主要內容包括：
　?、偬砑?.15％Sc、Zr的3＃合金,由于Sc、Zr原子會和Al原子作用在合金凝固過程中析出初生Al3(Sc,Zr)相粒子,該粒子先于α(Al)基體形核,起非均質形核的作用,使3＃合金的鑄態(tài)晶粒尺寸顯著細化于不含Sc、Zr的1＃合金。
　　②在Al-Zn-Mg-Cu合金中復合添加微量的Sc、Zr,在均勻化熱處理過程中會析出均勻、細小、彌散的次生Al3(Sc,Zr)相粒子,這些粒子與α(

3、Al)基體共格,可以強烈釘扎位錯和亞晶界,阻礙晶界的遷移和亞晶粒的長大,有效抑制合金的再結晶行為,提高合金再結晶溫度。
　?、鄞紊?Al3(Sc,Zr)相粒子與合金中的位錯有著強烈的交互作用,位錯在切過或繞過該粒子時必須要消耗額外的能量,提高了合金的強度。含0.15％ Sc、Zr的3＃合金在不同熱處理態(tài)的力學性能比不含Sc、Zr的1＃合金均有顯著提高。
　?、茉诓煌琒c含量的2＃、3＃合金中,合金的鑄態(tài)晶粒尺寸隨Sc含量的增

4、加而降低;合金在抑制再結晶行為上都有顯著效果,而與Sc含量的變化影響不大。在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中添加微量的Sc可以顯著提高合金的力學性能,Sc在合金中的強化機制主要包括:細晶強化、亞結構強化、析出強化。
　?、萃ㄟ^對含Sc高合金化Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金熱處理工藝制度的研究,發(fā)現(xiàn)適宜的熱處理工藝為:420℃/3h+475℃/2h+120℃/24h+170℃/30min+120℃/24h,不僅可保證合金具有很高