Zr元素对超高强铝合金微观组织及力学性能的影响.pdf

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1、第42卷第4期有色金属加工VO1．42No．42013年8月NONFERR0USMETALSPR0CESSINGAugust2013Zr元素对超高强铝合金微观组织及力学性能的影响张文静，任伟才，邓桢桢，郭富安，何振波(1苏州有色金属研究院有限公司，江苏省苏州215026)(2东北轻合金有限公司，黑龙江省哈尔滨150060)摘要：研究了zr元素对Al—Zn—Mg—Cu系合金微观组织及力学性能的影响。结果表明，合金的强度随着zr含量的增加而提高，当zr含量为0．12wt％时，合金的强度和延伸率出现峰值。当zr含量>0．12wt％时随着zr含量的增加合金强度降低，这是因为合金中

2、的zr含量过高时，会析出粗大的Alzr初生相，降低了合金凝固时固溶在基体中的zr含量，从而使zr的有益作用降低。添加．zT可抑制合金的再结晶，使合金组织细化，提高了合金的抗剥落腐蚀性能。TEM分析发现zr含量为0．12wt％的铝合金固溶态下Al，zr颗粒比较细小，且分布比较均匀，Alzr的平均直径约为16．6nm。研究结果表明，对于所研究的超高强铝合金，zr的最佳添加范围为0．10％一0．12wt％。关键词：锆；超高强铝合金；力学性能；微观组织；剥落腐蚀性能中图分类号：TG146．2文献标识码：A文章编号：1671—6795(2013)04—0008一O4A1一Zn—Mg

3、—Cu超高强铝合金具有密度低、强185℃／2h+120％／24h的多级时效热处理，并进行了度高、热加工性能好等优点，是航空航天领域的主要力学性能和剥落腐蚀性能的分析测试。普通金相试结构材料。现代航空航天工业的发展，对超高强铝合样经抛光后采用Keller试剂腐蚀，在奥林巴斯GX51金的强度和综合性能提出了更高的要求。在Al—zn金相显微镜下观察微观组织。为研究锆元素在合金—Mg—Cu系合金中添加适量的Mn、Cr等元素后，合中的析出及分布采用透射电镜对固溶态试样进行了金的抗应力腐蚀性能得到显著改善，但合金的淬火敏微观组织分析，加速电压为120kV。透射电镜试样按感性却大大增加

4、。。为此，Frindlyander于1956年首常规方法制取。剥落腐蚀试验根据航标HB5455“铝次尝试在铝合金中添加zr元素代替Mn和cr，发现合金剥层腐蚀试验方法”的要求，试验条件为试样在zr在改善A1一Zn—Mg—Cu系铝合金的抗应力腐蚀234g／L氯化钠，50g／L硝酸钾，6．5mL／L硝酸的溶液性能的同时不会导致合金的淬火敏感性，由此开发出中浸泡，试验温度恒定为25-I-2℃，在0—24h内不间了世界上第一个超高强铝合金一B961I。目前，zr元断观察，并用数码相机进行照相记录，48h后按照HB素已成为发展超高强铝合金的必需合金化元素，zr在5455“铝合金剥层

5、腐蚀试验方法”评级标准进行等级铝合金中的作用也引起了材料工作者的极大兴趣。评定。本文重点考察zr元素在超高强铝合金中合适的添加表1实验用合金化学成分范围及对合金微观组织和综合性能的影响。Tab．1Chemicalcompositionofalloys(wt％)1实验试验用铝合金成分见表1，合金半连续铸锭尺寸为180ramX360mmX2000ram，在470c【=左右均匀化处理24h后铣面，430oC保温40mins后热轧成25ram厚的板材，终轧温度310％，总变形量为85％。为研究不同zr元素对合金性能的影响，对试样进行了475oC／2h的固溶热处理及水淬然后进行12

6、0oC／24h+收稿日期：2012—10—3114有色金属加工第42卷热应力开裂很难避免；②多液穴铸造解决了铸锭结晶器中心与模壁温度差值大的矛盾。在冷却强度与铸造速度合理匹配情况下，可完全避免热应力开裂。参考文献[1]潘冬、许庆彦、叶小刚、柳百成．铝合金半连续铸造过程中的液穴温度分布．清华大学学报(自然科学版)，2009年(2)：206—209．f2]重有色金属材料加工手册、(第二分册)、北京：冶金工业出版社1979，175—177．[3]娄花芬、黄亚飞、马克定．铜及铜合金熔炼与铸造．湖南：中南大学出版社，2010，125—126．4结论①单液穴铸造时，对铸坯截面积大的铸

7、锭来讲，CauseandControIofThermaIStressCrackingfortheHighCopperAlloyslabwithSemi——continuousCastingGAOKe(ChinaleoShanghaiCopperCo．．Ltd，Shanghai200940，China)Abstract：Throughanalysisofthermalstresscrackingreasons，thattemperaturediferencebetweenthemouldcavitycenterandinners