Al-4.5Mg-0.7Mn-0.1Zr-Er合金微观组织与性能的研究

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1、摘要摘要本文采用传统的铸锭冶金法制备了含Er量不同的m_4．5Mg．O．7Mn．O．1zr合金。借助硬度测试、金相显微组织观察、x射线衍射分析、扫描电镜与能谱分析、透射电镜观察等测试分析手段，研究不同含量Er对m-4．5Mg．O．7Mn．O．1zr合金在不同状态(铸态、均匀化态、热轧态、冷轧态和退火态)下的力学性能与微观组织的影响，深入分析了Er在合金中的存在形式、与合金元素的交互作用、对合金的细化与强化机理，并初步探讨了Er对灿．4．5M争0．7Mn．O．1zr合金抗晶间腐蚀、剥落腐蚀和点蚀敏感性的影响行为

2、及影响机理。结果表明：不同含量的Er可以不同程度的影响A1．4．5M争0．7Mn．0．1乙合金在各种状态下的硬度与强度。当Er含量为0．4％时，Er能显著提高合金冷轧态和退火态的强度，而塑性基本保持不变或略有提高：继续增加Er含量，对强度的影响不大，塑性却明显下降。Er对合金的强化机制主要有三种：细晶强化、固溶强化和第二相强化，第二相强化为主要的强化机制。随Er含量的增加，Er对A1．4．5Mg．0．7Mn．O．1zr合金铸态组织的细化作用逐渐增强：细化合金的网胞组织，减小枝晶间距，使晶粒尺寸不断减小。当合金

3、中Er含量达O．4％及以上时，晶粒细化效果非常显著。Er细化晶粒的机理是：含Er的A1—4．5Mg-0．7Mn一0．1厅合金在凝固过程中直接从熔体中析出一次m3Er相，它们与基体具有良好的界面匹配性，可以作为非均质形核核心，提高形核率，从而能有效细化晶粒组织。由于Er与Mg、MⅡ的生成热远远小于与Al的生成热，因此Er在A1．4．5Mg-o．7Mn—O．1厅合金中的存在形式与在m．5Mg合金中的存在形式基本一致，即Er含量低时(<0．2％)，主要以固溶为主：Er含量较高时(>0．4％)，除固溶外还与A1反应生

4、成A13Er相。由于Er与Mg、Mn不能形成固溶体，Mg和Mn除一部分固溶到基体中，主要以金属间化合物(M92舢3，MnAl6)的形式存在。当Er含量超过O．4％以上时，Er可以提高A1．4．5Mg．O．7^缸．0．1zr合金的自腐蚀电位和降低腐蚀电流密度，并降低舢．4．5M争O．7h血一0．1厅合金的剥落腐蚀和点蚀的敏感性。这是因为：当稀土Er加入到合金中，有一部分Er进入到7．A1203氧化膜中，形成Er．Al复合氧化膜，使原来的氧化膜更致密，抵抗c1‘侵蚀能力北京工业大学_【学硕士学位论文更强；Er对实

5、验合金的净化作用，以及Er含量超过O．4％叭时，对合金在各种状态下晶粒组织的细化作用，使合金微观组织得到改善，从而提高抗腐蚀性能。Er与A1形成的次生A13Er相，其电极电位介于M92A13相和MrLAl6相的电极电位之间，可以平衡析出相与基体的电位差，从而减小腐蚀的倾向性。关键词A1．Mg合金；A13Er；力学性能；腐蚀性能；微观组织IIABSTRACTInthis也髂is，越_4．5Mg一0．7Mn·O．1zralloycomaillingdi彘砌1tpem∞tofErwerepr印砌wimMetal】u

6、曙ycastproc龄sjng．Bymeansofh础essmeagIlr锄∞t，teIlsilepropeniesmeasllrern毗0pticalmicmscopy(OM)，x-raydi衢actionG(RD)，sc锄ningele曲．0nmicmscopy(sEM)，仃ansmissionclec虹onmicroscopy(TEM)蛆d∞ergydispersivesp％昀scopy(EDS)，e怕ctsofEronmicros缸1lctureandmechaIlicalprop矾esof灿-4．5

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