粉末冶金原位合成Al-Cu合金的組織與性能研究.pdf

1、本文采用粉末冶金法，以Al粉為主要原料，同時(shí)添加CuO、ZnO、Ni2O3等金屬氧化物粉末，運(yùn)用熱等靜壓原位合成技術(shù)分別制備出二元Al-4.5wt％Cu合金和多元鋁銅合金。密度測(cè)試表明熱等靜壓(HIP)后的原始合金坯體均完全致密。組織觀察及成分分析結(jié)果表明，原始合金中在顆粒邊界處有θ相(CuAl2)析出，且合金在燒結(jié)過程中發(fā)生原位反應(yīng)生成了Al2O3顆粒相，符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求。
　　對(duì)Al-4.5wt％Cu合金的固溶工藝進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)

2、，550℃×11 h的固溶工藝能使合金達(dá)到較好的固溶效果。固溶后的時(shí)效試驗(yàn)研究了自然時(shí)效和不同時(shí)間、不同溫度下的人工時(shí)效對(duì)合金組織及性能的影響，結(jié)果表明：自然時(shí)效對(duì)固溶態(tài)的Al-4.5wt％Cu合金有一定強(qiáng)化作用，GP區(qū)的生成是自然時(shí)效強(qiáng)化的主要原因；150℃附近的人工時(shí)效效果最佳，溫度過高和過低均會(huì)降低其強(qiáng)化效果；550℃×11 h固溶+150℃x46 h時(shí)效的熱處理工藝能使Al-4.5wt％Cu合金綜合性能明顯改善，維氏硬度HV和抗

3、拉強(qiáng)度σb分別達(dá)到1300 MPa和328 MPa，沖擊韌性αk為72.85 kJ/m2，伸長(zhǎng)率δ為6.63％。另外，通過X射線衍射分析手段對(duì)合金時(shí)效過程強(qiáng)化機(jī)理的研究表明：Al-4.5wt％Cu合金在時(shí)效初期生成的GP區(qū)、θ"等亞穩(wěn)過渡相是時(shí)效強(qiáng)化的主要原因，而在時(shí)效后期逐漸轉(zhuǎn)變成平衡相組織，進(jìn)入“過時(shí)效”階段，合金性能逐漸降低并趨于穩(wěn)定。
　　對(duì)多元鋁銅合金熱處理工藝的研究發(fā)現(xiàn)，550℃×12 h固溶處理和隨后的150℃x40