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微量Er對(duì)Al-Mg-Mn合金組織與力學(xué)性能的影響

2014-11-18 05:15:24張晉武白樸存侯小虎
航空材料學(xué)報(bào) 2014年5期
關(guān)鍵詞:再結(jié)晶晶界板材

張晉武, 白樸存, 侯小虎, 李 博

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院,呼和浩特010051)

傳統(tǒng)的Al-Mg-Mn 合金是一種可焊、中強(qiáng)、成型性能好的不可熱處理強(qiáng)化的輕質(zhì)鋁合金,目前該類合金主要用作航空、航天、艦船、電子、儀器儀表及交通運(yùn)輸領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料。增加Mg 含量,可使固溶強(qiáng)化效果有所提高,然而即使將Mg 含量提高到6.3%,其抗拉強(qiáng)度也僅為340 MPa,屈服強(qiáng)度為180 MPa[1],仍滿足不了在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)它的高強(qiáng)需求。而且Al-Mg-Mn 合金經(jīng)過(guò)軋制變形后,其內(nèi)部位錯(cuò)、空位等晶體缺陷急劇增加,合金處于不穩(wěn)定狀態(tài)。Al-Mg-Mn 合金在較高溫度經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后通常會(huì)發(fā)生軟化現(xiàn)象[2],使加工硬化的效果部分或完全消失。已有研究發(fā)現(xiàn)通過(guò)向鋁合金中添加稀土元素可以有效的提高鋁合金的性能,其中Sc 是被研究最多、效果也最顯著的微合金化元素[3,4],但Sc 成品價(jià)格卻相對(duì)昂貴,因此,研究經(jīng)濟(jì)而又有效的微合金化元素來(lái)提高鋁合金的綜合性能是鋁合金發(fā)展的一個(gè)重要方向[5]。近來(lái)研究表明[6~9],添加微量稀土Er 到不同系列鋁合金中,Al 與Er 生成Al3Er 第二相,其可作為異質(zhì)形核的核心,從而有效細(xì)化晶粒,且這些第二相粒子對(duì)位錯(cuò)和亞晶界有強(qiáng)烈的釘扎作用,能有效提高合金性能。另外,Er 原子在鋁合金基體中具有較低的擴(kuò)散系數(shù)和固溶度,使Al3Er 粒子在較高的溫度下也難以粗化,從而顯著提高了合金的強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度。

目前,關(guān)于Al-Mg-Mn 合金的研究多集中在低鎂的鋁合金,且主要是集中在稀土元素對(duì)其性能影響的研究,對(duì)實(shí)際應(yīng)用性能及工業(yè)化生產(chǎn)的研究并不多。微量Er 在高M(jìn)g 含量Al-Mg 合金中的研究報(bào)道更是少見。本研究在Mg 含量超過(guò)6.3%合金中添加微量稀土Er 元素,重點(diǎn)研究添加微量Er 對(duì)高強(qiáng)A1-6.8Mg-0.3Mn 合金板材的再結(jié)晶溫度與性能的影響規(guī)律,希望為該類合金板材在實(shí)際應(yīng)用中穩(wěn)定化處理工藝提供一定的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)選用半連續(xù)鑄造法制備Mg 含量較高的A1-6.8Mg-0. 3Mn 和A1-6. 8Mg-0. 3Mn-0. 4Er 兩種合金鑄錠(為方便后續(xù)表述,不含Er 編組A 合金,含Er 編組B 合金)。為了避免鑄錠的成分偏析,將鑄錠在470℃溫度下均勻化處理24h,均勻化處理采用空氣循環(huán)加熱爐。鑄錠經(jīng)過(guò)均勻化處理后,需要切頭及銑面,然后進(jìn)行熱軋。熱軋前在470℃保溫1h,熱軋開始溫度455℃,終了溫度約300℃,分多道次進(jìn)行,每道次10% ~15%的壓下量,軋至4mm 厚的薄板,總變形量大于75%。兩種合金軋板分別在

100℃,150℃,200℃,250℃,300℃,350℃,400℃,450℃退火1h。均勻化及穩(wěn)定化退火處理均在程序控溫箱式電阻爐中進(jìn)行,誤差為±2℃。

在AVK-HV 維氏硬度計(jì)上分別測(cè)試實(shí)驗(yàn)合金不同狀態(tài)的顯微硬度,并進(jìn)行硬度測(cè)量和數(shù)據(jù)記錄,載荷大小為2.5kg,加載時(shí)間為15s,測(cè)量5個(gè)值取其平均值。拉伸試樣尺寸和拉伸試驗(yàn)規(guī)程分別符合GB6397—1986 標(biāo)準(zhǔn)和GB228—1987 標(biāo)準(zhǔn)。拉伸試驗(yàn)在日立公司S-3400N 掃描電鏡真空環(huán)境下拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,拉伸速率為1mm/min,試樣均沿軋向截取。

電鏡觀察用試樣表面經(jīng)240 ~2000 號(hào)砂紙逐級(jí)打磨,在金相試樣拋光機(jī)上粗拋,再用金剛石研磨膏精拋出光,最后用丙酮除油,蒸餾水漂洗,吹風(fēng)機(jī)吹干,自封袋封好放入真空箱待用。在日立公司S-3400N 掃描電鏡上進(jìn)行背散射電子成像的高倍組織觀察、二次電子成像的組織形貌和斷口形貌觀察。透射電鏡樣品經(jīng)機(jī)械減薄后雙噴預(yù)減薄(電解液為15% 的高氯酸乙醇溶液,溫度為-20 ~-30℃),雙噴減薄完的樣品再放到Gatan 691 離子減薄儀上進(jìn)行小角度、低能量的離子減薄,顯微組織觀察在JEM-2010 透射電子顯微鏡上進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 微量Er 對(duì)Al-Mg-Mn 合金板材力學(xué)性能的影響

圖1 所示為軋制合金板材A 和B 的室溫硬度隨退火溫度的變化曲線,表1 所示為軋制合金板材A 和B 的室溫拉伸性能數(shù)據(jù)。由圖1 和表1 可知,兩種合金板材的強(qiáng)度和硬度均隨穩(wěn)定化退火溫度的升高而有所降低,但斷面收縮率均增加。當(dāng)退火溫度超過(guò)150℃時(shí),合金板材A 的強(qiáng)度和硬度下降很明顯,并在300℃以后趨于穩(wěn)定。添加了微量Er 的合金板材B 相對(duì)于合金板材A 來(lái)說(shuō),其強(qiáng)度和硬度有顯著提升,且隨著退火溫度的升高而緩慢下降。

圖1 合金板材室溫硬度隨退火溫度的變化曲線Fig.1 Variation curves of alloy plate hardness at room temperature with annealing temperature

2.2 微量Er 對(duì)Al-Mg-Mn 合金板材微區(qū)組織的影響

經(jīng)不同溫度退火處理后的合金板材A 的微觀組織如圖2 所示。由圖2 可知,合金熱軋板材A 經(jīng)150℃/1h 退火處理后,軋制變形組織仍然是長(zhǎng)條纖維狀(見圖2b);經(jīng)200℃/1h 退火處理后,合金發(fā)生了部分再結(jié)晶現(xiàn)象(圖2c);經(jīng)250℃/1h 退火后,合金已基本完成再結(jié)晶并形成了相對(duì)均勻細(xì)小的再結(jié)晶晶粒;至350℃/1h 退火后,合金再結(jié)晶晶粒也基本沒有發(fā)生明顯長(zhǎng)大(見圖2d ~e);經(jīng)400℃/1h 退火處理后合金A 再結(jié)晶晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象比較明顯(見圖2f)。

表1 合金板材室溫拉伸性能Table 1 The tensile properties of the alloy sheet at room temperature

經(jīng)不同溫度退火處理后的合金板材B 的微觀組織如圖3 所示。由圖3 可知,在200℃之前對(duì)合金板材B 作退火處理沒有發(fā)生任何再結(jié)晶現(xiàn)象,仍是長(zhǎng)條纖維狀軋制變形組織。當(dāng)溫度升至250℃時(shí),仔細(xì)觀察圖3c 中組織晶粒,晶界出現(xiàn)斷續(xù),出現(xiàn)再結(jié)晶的趨勢(shì);退火溫度升至300℃時(shí),在基體的某些微區(qū)才開始發(fā)生再結(jié)晶,形成相對(duì)細(xì)小一點(diǎn)的再結(jié)晶晶粒;當(dāng)退火溫度升至400℃時(shí),合金B(yǎng) 仍未完全再結(jié)晶(見圖3d ~e)。再經(jīng)450℃/1h 退火處理后,合金B(yǎng) 再結(jié)晶才基本完成(見圖3f)。比較圖2和圖3 可知,添加微量Er 到Al-Mg-Mn 合金中后,該合金再結(jié)晶溫度提高了至少100℃。

圖2 不同退火溫度合金板材A 的微觀組織Fig.2 Microstructures of alloy sheet A annealed at various temperatures for lh(a)hot rolling;(b)150℃;(C)200℃;(d)250℃;(e)350℃;(f)400℃

2.3 微量Er 對(duì)Al-Mg-Mn 合金板材第二相析出行為的影響

合金板材A 和B 經(jīng)400℃/1h 退火處理后的SEM 像如圖4 所示。由圖4a 可知,合金板材A 的微區(qū)第二相粒子大小、形狀、分布并不均勻,主要呈橢球狀、三角狀、菱形方塊狀等。通過(guò)能譜分析,圖4b 中1、2、3 處均為Al6(Mn,F(xiàn)e)相,由于存在微量Mg 元素,合金中還存在一部分Al3Mg2混合相,但由于Mg元素與基體Al 的相對(duì)原子量相近,在背散射電子成像下,因?yàn)橐r度不明顯,故未能觀察到Al3Mg2相,成分如表2 所列。由圖4c 可知,合金板材B 第二相粒子大小、形狀、分布不太均勻,主要呈類球狀、短棒狀、三角狀、菱形狀等。通過(guò)能譜分析,圖4d 中1'處為Al3Er 相,2'處為Al3Er、Al6(Mn,F(xiàn)e)混合相,3'處為Al6(Mn,F(xiàn)e)相,成分如表3 所列。同樣,合金中也存在Al3Mg2相,未能觀察到。比較圖4a 和b 可知,添加稀土Er 后,合金B(yǎng) 中除了合金A 中所含相之外,還形成了Al3Er 相,且合金B(yǎng) 微區(qū)基體中的第二相粒子數(shù)目相較合金A 中多些,尺寸更小,分布相對(duì)還算均勻些。

圖3 不同退火溫度合金板材B 的微觀組織Fig.3 Microstructures of alloy sheet B annealed at various temperatures for lh(a)hot rolling;(b)200℃;(C)250℃;(d)300℃;(e)400℃;(f)450℃

2.4 微量Er 對(duì)Al-Mg-Mn 合金板材斷口形貌的影響

圖5 所示為300℃/1h 退火處理后兩種合金板材的斷口形貌及能譜分析。由圖5 可知,兩種合金板材的拉伸斷口均呈現(xiàn)典型的韌性斷裂特征,主要以穿晶斷裂方式為主。由圖5a 可以看到,明顯的塑性撕裂棱痕跡和許多比較細(xì)小的等軸狀韌窩,而在合金板材B 的斷口形貌圖5b 中,韌窩相對(duì)5a 少且小,還較淺。由此可知,與合金板材B 比較,合金板材A 經(jīng)300℃/1h 退火后具有較高的塑性,與前面力學(xué)性能結(jié)果一致。在圖5a 中發(fā)現(xiàn),合金板材A 主要裂紋源是韌窩底部的析出相粒子,通過(guò)能譜分析發(fā)現(xiàn)這些析出相粒子中Fe 和Mn 的含量較高,主要為A16(Mn,F(xiàn)e)化合物,F(xiàn)e 元素是由熔煉過(guò)程中引入的雜質(zhì)。通過(guò)能譜分析還發(fā)現(xiàn),合金板材B 韌窩底部的析出相粒子含有較高的Er,其次為Mn 和Fe,主要為A13Er 化合物,還有少量的A16(Mn,F(xiàn)e)化合物(見圖5b)。與A13Er化合物相比,A16(Mn,F(xiàn)e)化合物比較粗大,脆性高,它及其周圍更易成為應(yīng)力集中和裂紋萌生的地方,且A13Er 化合物具有細(xì)化晶粒作用,使合金板材B 的晶粒更為細(xì)小,在外力作用下,有利于協(xié)調(diào)變形,故在200℃以下退火時(shí),合金板材B 的塑性較好。但在150 ~350℃之間退火時(shí),合金板材A 發(fā)生了再結(jié)晶,形成了無(wú)畸變的新晶粒,使晶體的變形能力增加,故塑性得到提高。

圖4 合金板材400℃/1h 退火處理后的SEM 像Fig.4 SEM images of alloy sheets after annealed at 400℃for lh (a1,a2)Alloy A;(b1,b2)Alloy B

表2 圖4a2 中相的成分Table 2 Elements of phases in Fig.4 a2

表3 圖4b2 中相的成分Table 3 Elements of phases in Fig.4 b2

圖5 300℃/1h 退火處理合金板材斷口形貌及能譜分析Fig.5 Fractographs(a,b)and EDS pattrns of alloy sheets annealed at 300℃for lh(a)Alloy A;(b)Alloy B

2.5 Al-Mg-Mn-Er 合金板材再結(jié)晶行為的透射電鏡觀察

合金板材B 經(jīng)不同溫度退火處理后的TEM 組織如圖6 所示。由圖6 可以看出,合金B(yǎng) 經(jīng)過(guò)大的軋制變形后,可以看到大量位錯(cuò)纏結(jié)在一起,使得位錯(cuò)密度很大,這是由于在加工變形過(guò)程中合金內(nèi)部發(fā)生位錯(cuò)增值和擴(kuò)展。在圖6a 高密度的位錯(cuò)纏結(jié)中影藏著一些尺寸比較小的粒子,但不容易被發(fā)現(xiàn)。200℃/1h退火處理后從圖6b 中可以看到位錯(cuò)的組態(tài)分布和數(shù)量發(fā)生了變化,其位錯(cuò)密度與熱軋態(tài)下相比降低了許多,但仍然可以清楚觀察到大量位錯(cuò)的存在。此時(shí)合金B(yǎng) 處于恢復(fù)階段,通過(guò)滑移和攀移,合金B(yǎng)內(nèi)的位錯(cuò)逐步形成位錯(cuò)墻,部分區(qū)域已經(jīng)形成位錯(cuò)胞,同時(shí)異號(hào)位錯(cuò)相消導(dǎo)致位錯(cuò)密度降低。由于位錯(cuò)密度的降低,可以在圖中發(fā)現(xiàn)一些細(xì)小的第二相粒子,如圖6 b中箭頭所示,通過(guò)能譜分析可以判定這些第二相粒子為Al3Er,這些細(xì)小Al3Er 粒子可以與位錯(cuò)發(fā)生交互作用,延緩再結(jié)晶中回復(fù)過(guò)程的發(fā)生。300℃/1h 退火處理后,從圖6c 中可以看到,大量的位錯(cuò)消失,位錯(cuò)密度在很大程度上得到降低,位錯(cuò)移到胞壁處形成了低能態(tài)亞晶界,合金B(yǎng)中出現(xiàn)了亞晶粒,該階段是再結(jié)晶開始后的中間階段。圖6d 為400℃/1h 退火態(tài)下的TEM 照片,從圖中可以看出合金B(yǎng) 內(nèi)位錯(cuò)完全消失,并且出現(xiàn)了非常明顯的大角晶界,說(shuō)明合金B(yǎng) 中已經(jīng)存在等軸晶粒,發(fā)生了比較明顯的再結(jié)晶。

圖6 不同溫度退火后合金板材B 的TEM 像Fig.6 TEM images of alloy sheet B annealed at various temperatures for 1h(a)hot rolling;(b)200℃;(c)300℃;(d)400℃

3 討論與分析

Al-Mg 系合金中的主要強(qiáng)化元素為Mg,在均勻化處理時(shí),合金不會(huì)產(chǎn)生Mg 的脫溶,因此微量的Mg 使合金的強(qiáng)度提高,但對(duì)合金的塑性不會(huì)產(chǎn)生太大的影響。當(dāng)其含量小于5%時(shí),基本都固溶于基體中,不會(huì)改變基體的電極電位,無(wú)晶間腐蝕,Mg 對(duì)A1-Mn-Mg 合金主要起固溶強(qiáng)化作用。高M(jìn)g 鋁合金具有強(qiáng)度、硬度很高,但塑形、韌性會(huì)較差的特點(diǎn),而且高M(jìn)g 含量可能會(huì)造成合金晶界上β 陽(yáng)極相的析出,增加合金的剝蝕敏感性,這會(huì)限制它的廣泛應(yīng)用。在本文中涉及到的卻是高鎂含量鋁合金(Mg 含量6.8%),而通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),Er 的添加可以保留高鎂含量帶來(lái)的高強(qiáng)度和高硬度,同時(shí)又能擁有較高的塑形韌性與之相結(jié)合,使合金重要強(qiáng)化元素Mg 的作用得到了很好的發(fā)揮。本研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果與文獻(xiàn)[10]實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較,不含Er 的Al-6.8Mg 合金軋態(tài)與該文獻(xiàn)Al-4.5Mg 合金軋態(tài)進(jìn)行比較得出,Al-6.8Mg 合金抗拉強(qiáng)度比Al-4.5Mg 合金高約180MPa,屈服強(qiáng)度提高約20MPa,斷面收縮率變化不明顯。而添加了0.4%的稀土元素Er 后,Al-6. 8Mg-0. 4Er 合金軋態(tài)與該文獻(xiàn)Al-4.5Mg-0.4Er 合金軋態(tài)進(jìn)行比較得出,Al-6.8Mg-0.4Er 合金合金抗拉強(qiáng)度與不含Er差不多,比Al-4.5Mg-0.4Er 合金高約180MPa,但屈服強(qiáng)度提高幅度較大,提高了90MPa 左右,同樣斷面收縮率變化不明顯。軋態(tài)下,微量Er 對(duì)低Mg與高M(jìn)g 鋁合金的影響只有屈服強(qiáng)度變化較為明顯,說(shuō)明Er 的添加對(duì)于調(diào)整高M(jìn)g 鋁合金的塑性起到了一定作用。但是本文中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)適當(dāng)?shù)耐嘶鸸に囂幚?,?00℃退火1h 后,含Er 的高M(jìn)g 鋁合金強(qiáng)度、硬度仍能保持在較高的水平,而且塑性有了大幅提升,與文獻(xiàn)[10]中的低Mg 合金的斷面收縮率相比提高了12%左右,效果很明顯,使得高M(jìn)g 鋁合金的綜合力學(xué)性能在很大程度上得以優(yōu)化,效果顯著。

3.1 微量Er 對(duì)Al-Mg-Mn 合金再結(jié)晶行為的影響

根據(jù)金屬學(xué)原理,合金元素在鋁合金中可以以兩種形式存在,即固溶體或金屬間化合物,合金元素在這兩種形式之間的分配主要取決于溶質(zhì)和溶劑本身的性質(zhì)。根據(jù)Hume-Rothery 規(guī)則[11],當(dāng)溶質(zhì)和溶劑原子半徑相對(duì)差超過(guò)14% ~15%時(shí),固溶度極為有限,另一方面,如果電負(fù)性之差在0.4以上,固溶度就極小,有利于化合物的形成。Er 和Al 的尺寸差和電負(fù)性差別較大(見表4),室溫下Er 在鋁合金固溶體中的溶解度非常小,故含Er 合金在高溫結(jié)晶后的冷卻以及隨后的熱加工過(guò)程中會(huì)析出大量細(xì)小、彌散、共格的Al3Er 粒子,尺寸約為10 ~40nm,室溫下與基體的錯(cuò)配度為0.99% ~1.31%,能夠形成比較穩(wěn)定的共格應(yīng)力場(chǎng)。如上可知,Er 在Al-Mg-Mn 合金中除少量固溶在基體外,還以大量細(xì)小的Al3Er 第二相粒子形式存在,它們對(duì)Al-Mg-Mn 合金的再結(jié)晶行為均有明顯的影響。

第二相粒子促進(jìn)還是阻礙再結(jié)晶,主要取決于合金中第二相粒子的大小、數(shù)量和分布狀態(tài)。一般認(rèn)為,當(dāng)粒子間距λ >1μm,粒子直徑d≥0.3μm;第二相粒子促進(jìn)再結(jié)晶;粒子間距λ <1μm,粒子直徑d≤0.3μm,第二相粒子阻礙再結(jié)晶。由圖6c 可知,Al-Mg-Mn-Er 合金B(yǎng) 經(jīng)過(guò)300℃/1h 退火后,可以觀察到大量呈豆瓣?duì)?白色圓圈內(nèi))與基體共格的Al3Er 粒子,Al3Er 粒子平均間距λ 約為0.2μm(小于1μm),粒子平均直徑d 約為0.05μm(遠(yuǎn)小于0.3μm),此時(shí)Al3Er 粒子將阻礙再結(jié)晶。第二相粒子還比較強(qiáng)烈地釘扎亞晶界,阻礙亞晶界的運(yùn)動(dòng)(如圖6c 中白色箭頭所示)。研究表明[12~14],Al3Er 粒子與基體的共格性能夠在500℃時(shí)仍得以保留,對(duì)位錯(cuò)和亞晶界有很強(qiáng)的釘扎作用,能有效地阻礙亞晶界的遷移與合并,從而對(duì)亞晶粒結(jié)構(gòu)具有穩(wěn)定作用,抑制了合金的再結(jié)晶。

3.2 微量Er 對(duì)Al-Mg-Mn 合金力學(xué)性能的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,添加微量Er 的Al-Mg-Mn 合金強(qiáng)度、硬度都有大幅提高,特別是合金經(jīng)過(guò)高溫退火處理后,強(qiáng)度、硬度與塑性仍能保持在較高的水平,相比于文獻(xiàn)[1]中提到的6.3%含鎂量的鋁合金的強(qiáng)度硬度,本實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果要高很多,這主要來(lái)自于Al3Er 粒子對(duì)鑄態(tài)合金的細(xì)晶強(qiáng)化、第二相強(qiáng)化作用和退火過(guò)程中對(duì)亞結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定作用。

表4 鋁和鉺的元素半徑和電負(fù)性Table 4 Atomic radius and electricity negatitive of Al,Er atoms

初生的Al3Er 相能起到直接細(xì)化鑄態(tài)晶粒的效果,且在均勻化退火過(guò)程中析出納米級(jí)二次Al3Er相質(zhì)點(diǎn)[19],這些細(xì)小、彌散、分布也相對(duì)密集的質(zhì)點(diǎn)對(duì)位錯(cuò)和亞晶界具有比較強(qiáng)烈的釘扎作用,使位錯(cuò)滑移所需切應(yīng)力大大提高而難以啟動(dòng),使其成為了合金的主要強(qiáng)化相。

此外,這些質(zhì)點(diǎn)對(duì)位錯(cuò)和亞晶界具有比較強(qiáng)烈的釘扎作用(見圖6c),同時(shí)對(duì)變形組織中的亞結(jié)構(gòu)也具有很強(qiáng)的穩(wěn)定化作用,使合金在形變過(guò)程中形成由位錯(cuò)纏結(jié)而構(gòu)成的胞狀組織,在隨后的退火熱處理中,這些胞狀組織由于發(fā)生回復(fù)形成二維位錯(cuò)網(wǎng)絡(luò)組成的亞晶界,從而對(duì)合金起到強(qiáng)烈的亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化作用。

4 結(jié)論

(1)添加微量稀土元素Er 后,能使Al-Mg-Mn合金的再結(jié)晶起始和終了溫度都提高,而且終了溫度提升幅度很大,再結(jié)晶發(fā)生的溫度區(qū)間變寬,強(qiáng)烈阻礙了再結(jié)晶行為的發(fā)生。

(2)含Er 合金中細(xì)小而彌散的第二相質(zhì)點(diǎn)Al3Er,能比較強(qiáng)烈的釘扎再結(jié)晶過(guò)程中的亞晶界,阻礙亞晶界的遷移與合并,從而可以有效的提高合金的熱穩(wěn)定性,第二相對(duì)位錯(cuò)和亞晶界的釘扎作用能夠顯著的抑制合金再結(jié)晶和提高合金的強(qiáng)度。

(3)添加微量的Er 后,高M(jìn)g 含量Al-6.8Mg 合金的強(qiáng)度、硬度與低Mg 含量Al-4.3Mg 合金相比均得到大幅度提升,通過(guò)退火處理塑性可達(dá)到較高水平。經(jīng)300℃退火1h 后,合金能獲得理想的綜合力學(xué)性能組合,分別為σb=421MPa,σs=310MPa,ψ=18.3%。

[1]FILATOV Y A,YELAGIN V I,ZAKHAROV V V. New Al-Mg-Sc alloys [J]. Materials Science and Engineering(A),2000,280(1):97 -101.

[2]肖亞慶,謝水生,劉靜安,等. 鋁加工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京:冶金工業(yè)出版社,2005.

[3]DAVYDOV V G,BOSTOVA T D,ZATHAROV V V. The principles of making an alloying addition of scandium to aluminum alloys [J]. Materials Science and Engineering(A),2000,280:30.

[4]TORMA T,TMMEZEY T.Hardening mechanisms in Al-Sc alloys[J]. Journal of Materials Science,1989,3924.

[5]孫偉成,張淑榮. 稀土元素在鋁合金中的合金化作用[J].兵器材料科學(xué)與工程,1990(2):64 -68.(SONG WC,ZHANG S R. The alloying effect of rare earth elements in aluminum alloys[J]. Ordnance Material Science and Engineering,1990(2):64 -68.)

[6]YANG J J,NIE Z R,JIN T N,et al. Effect of trace rare earth element Er on high pure Al[J]. Transactions of the Nonferrous Metals Society of China,2003,13(5):1035 -1039.

[7]NIE Z R,JIN T N,ZOU J X,et al.Development on research of advanced rare-earth aluminum alloy[J].Transactions of the Nonferrous Metals Society of China,2003,13(3):509-514.

[8]趙中魁,周鐵濤,劉培英,等. Al-Zn-Mg-Cu-Li-Er 合金時(shí)效組織中Er 相的TEM 觀察[J].稀有金屬材料與工程,2004,33(10):1108 -1111.(ZHAO Z Q,ZHOU T T,LIU P Y,et al. Observation of Er phase TEM Aging Microstructure of Al-Zn-Mg-Cu-Li-Er alloy[J]. Rare Metal Materials and Engineering,2004,33(10):1108 -1111.)

[9]李云濤,劉志義,夏卿坤,等. 稀土鉺對(duì)Al-Cu-Mg-Ag-Zr合金微觀組織與時(shí)效行為的影響[J].材料熱處理學(xué)報(bào),2007,28(2):49 -53.(LI Y T,LIU Z Y,XIA Q K,et al. Effect of rare earth erbium on microstructure and aging behavior of Al-Cu-Mg-Ag-Zr alloy[J].Journal of Material Heat Treatment,2007,28(2):49 -53.)

[10]邢澤炳,聶祚仁,季小蘭,等.微量Er,Mn 對(duì)Al-Mg 合金組織與性能的影響[J]. 稀有金屬材料與工程,2006,35(12):1980.(XING Z B,NIE Z R,JI X L,et al. Effect of minor Er,Mn on microstructure and mechanical properties of Al-Mg alloy[J].Rare Metal Materials and Engineering,2006,35(12):1980.)

[11]HUME-ROTHERY W,SMELLMAN R E,HAWWORTH C W.Structure of metals and alloys[C]//5th ed. London:Institute of Metals,1969. 47 -62 and 124 -125.

[12]高旭東,邢澤炳,季小蘭,等. 稀土鉺(Er)對(duì)Al-4.5Mg-0.15Zr 合金組織與性能的影響[J].金屬熱處理,2007,32(8):40 -43.(GAO X D,XING Z B,JI X L,et al. Effect of rare earth erbium (Er)on the microstructure and properties of Al-4.5Mg-0.15Zr alloys[J].Heat Treatment of Metals,2007,32(8):40 -43.)

[13]王俊霖,文勝平,黃暉,等.退火對(duì)Al-Mg-Mn-Zr-Er 合金冷軋板組織與性能的影響[J].稀有金屬,2011,35(5):653 -655.(WANG J L,WEN S P,HUANG H,et al. Effect of annealing on microstructure and properties of Al-Mg-Mn-Zr-Er alloy cold-rolled plate[J]. Rare Metal,2011,35(5):653 -655.)

[14]王旭東,林雙平,湯振雷,等.Er 在Al-Mg-Mn-Zr-Er 合金中的存在形式與析出特征[J]. 特種鑄造及有色合金,2010,30(10):965 -967.(WANG X D,LIN S P,TANG Z L,et al. Er form and precipitation characteristics in the presence of Al-Mg-Mn-Zr-Er alloys[J]. Special Casting & Nonferrous Alloys,2010,30(10):965 -967.)

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