微量元素铈对AI-Li-Cu-Mg-Ag-Zr合金强化和断裂机制的影响.pdf

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1、第33卷第2期矿冶工程V01．33№22013年04月MININGANDMTALLURGICALENGl卫恤RINGApril2013微量元素铈对AI-Li-Cu-Mg-Ag·Zr合金强化和断裂机制的影响①余成，尹登峰(中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410083)摘要：采用断裂性能测试、扫描电镜(SEM)断口分析、透射电镜(TEM)观察等手段研究了微量元素ce对Al—Li-Cu．Mg．Ag—Zr合金强化和断裂机制的影响。实验结果表明：添加微量元素ce并不改变合金主要强化析出相(T、0)的种类，但是能够促进T1相细小均匀

2、弥散分布，提高合金强度以及断裂韧性。随着ce含量的增加，T相析出密度越大，分布越均匀，强化效果越好。添加0．3％Ce的合金强度明显高于添加0．15％Ce的合金，添加ce的合金断裂韧性明显高于不加Ce的合金，并且ce能够使合金组织分层薄化，在一定程度上改变合金的断裂行为方式，减少了沿晶断裂的趋势。断裂韧性断口扫描分析表明，合金的断裂方式随ce含量的增加逐渐由沿晶脆性断裂转变为穿晶-沿晶分层断裂方式。关键词：稀土；铈；A1．Li合金；合金强化；断裂机制中图分类号：TG146．2+1文献标识码：Adoi：10．3969／j．iss

3、n．0253-6099．2013．02．030文章编号：0253—6099(2013)02—0116—04EfectsofTraceCeonStrengtheningandFractureMechanisms0fAl-Li-Cu-Mg-Ag-ZrAlloyYUCheng，YINDeng—fens(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，Hunan，China)Abstract：EfectsoftraceCeons

4、trengtheningandfracturemechanismsofAI—Li—Cu—Mg—Ag-Zralloywereinvestigatedbyfracturefailuretests，SEMandTEM．ResultsshowthattheadditionoftraceCeelementdoesntchangethesortsofmainstrengthprecipitates，T1(A12cuⅡ)and0(A12Cu)，butcanfacilitatesmallT1distributingdispersivelya

5、ndhomogeneouslyandimprovingalloySstrengthandtoughnesswithreductionofductilitysimultaneously．Withanincreaseinconcentra-tionofCe，thedensityofTlprecipitationincreaseswithmoreevendistribution，whichbenefitsforstrengthimprovementfurther．Thestrengthofalloycontaining0．3％Ce

6、ishigherthanthatofalloycontamm‘g0．15％CeandthealloycontainingCehasanadvantageoffracturetoughnesscomparedwithalloycontaininglittleCe．TraceCecanmakecontributiontomicrostructuresdelamination，tosomeextent，whichisbeneficialtoalterationoffracturefailureandreductionofinter

7、granularfailure．SEManalysisoffracturetoughnessdemonstratesthatmorphologiesoffailuretransformfromintergranular-brittletotransgranular—intergranulardelaminatedforms．Keywords：rareearth；Ce；A1一Lialloy；alloystrengthening；fracturemechanismAl—Li合金具有密度低、比强度高、比刚度高等优作用；②与合金中的

8、杂质元素形成不溶化合物析出，势，逐渐成为航空航天领域中最具潜力的结构材料。减少晶界杂质和气孔的影响；③与基体中其他元素作前人就微量元素对Al·Li合金强度及断裂韧性等性能用形成化合物，改善合金的组织性能。由于Na、K等的影响进行了大量研究J。稀土元素具有特殊的电金属杂质常常在晶界偏聚导致晶