Sc对Al-Zn-Mg-Cu系铸造铝合金组织与性能的影响

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1、学兔兔www.xuetutu.com铸造Jan．2013FOUNDRYVOI．62No．1Sc对AI⋯ZnMgCu系铸造铝合金组织与性能的影响刘华娜，杨光昱，齐元昊，刘少军，介万奇(西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安710072)摘要：研究了添~Ix％Sc=0．15，0．30，0．45)对A1。6．0Zn．2．8Mg．1．9Cu试验铝合金金属型铸造组织和室温及200～300℃高温力学性能的影响。研究表明，sc可以有效改变合金基体d(A1)相的尺寸和形态，并对合金共晶组织有明显的变质作用，同时可

2、以有效去除合金组织中的A1Cu2Fe含铁相，从而提高试验合金的室温抗拉强度。当sc添加量为0．45％时，合金的室温抗拉强度最高可达510MPa。但sc对合金的室温塑性影响不大。当sc添加量为0．30％时，合金的高温瞬时抗拉强度明显提高。关键词：A1。zn—Mg．Cu系铸造铝合金；Sc；显微组织；力学性能中图分类号：TG146．2文献标识码：A文章编号：1001—4977(2013)01—0004—06E仟ectsofScontheMicrOStruCtureSandMechanicaIPropertie

3、sofAI—Zn—Mg—CuCastingAIuminUmAlloyLIUHua—na，YANGGuang—yu，QIYuan-hao，LIUShao-jun，JIEWan—qi(StateKeyLaboratoryofSolidificationProcessing，No~hwestemPolytechnicalUniversity，Xi’an710072，Shaanxi，China)Abstract：Efiectsofx％Sc(x=0．15．0-30．0．45)additiononthemicros

4、tructuresandmechanicalpropertiesofmetalmoldcastingaluminumalloyA1．6．0Zn．2．8Mg一1．9Cuwerestudied．TheresultsshowthatadditionOfSccanreducea(A1)grainsize,modifyc~(AI)+'q(MgZn2)eutecticoftheexperimentalalloy,andeliminateA17Cu2Fephaseeffectively．TheadditionofSc

5、elementcanimprovetheroomtemperatureultimatetensilestrengthoftheexperimentalalloy,buthaslittleeffectsonitsplasticity．TheroomtemperatureUTSOftheexperimentalalloywiththeadditionof0．45％Screach510MPa,themaximumvalue．amongthethreeSc—contentalloys．Inaddition．th

6、ehightemperaturetensilestrengthoftheexperimentalalloywithadditionof0-30％Scincreasedapparentlycomparingthosewith0．15％and0。45％Sc．Keywords：A1．Zn．Mg．CUcastingaluminumalloy；Sc；microstructure；mechanicalpropertiesAl。Zn．Mg．Cu系高强铝合金具有优异的力学性能，性能的研究【5-“】。研究发现_l24]．

7、在铝合金中添加微量广泛应用于航空航天1二业领域，但因其合金化程度高，sc或复合添加Sc、Zrll全面改善合金的组织和性能。结晶温度范围宽，因此疏松和热裂倾向较大，合金铸sc在合金凝固过程中形成Alsc粒子，可显著细化铸态造性能较差，限制了其作为铸造合金的应用【I．2_，目前晶粒。sc、zr复合添加时，则Sc被性质接近的zr置换，关于AI．ZnMg—Cu系铸造合金的研究相对较少。事实形成Al(Sc，Zr)粒子，其细化效果更好。由于Sc既是上，变形合金对设备和T装模具要求高，1二序复杂，3d型过渡族金属_l

8、5]，也是稀土金属，所以其化学性质生产周期长、成本较高且难以成型复杂构件。与变形与稀土族金属相同，物理性质和力学性质与过渡族元合金相比，铸造合金具有成形性好、工艺简单、组织素相近，在铝合金中既能发挥稀土金属的净化合金、各向同性、可以获得特殊的组织、无生产批量限制、改善铸锭组织的作用，还能起到过渡金属的抑制再结成本低廉等优势，尤其对于一些异形结构件来说，铸晶作用，减小铸造缺陷。研究发现，铝合金中加Sc不造方法更具优势。所以，研究开发以铸代锻高