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《高強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)韌化研究進(jìn)展》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、第37卷第2期2008年4月有色金屬加工NONFERROUSMETALSPROCESSINGVol37No2April2008高強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)韌化硏究進(jìn)展杜愛(ài)華龍晉明裴和中勺范艷芳3,王永福3（1昆.明理工大學(xué)材料與冶金工程學(xué)院，云南昆明650093）（2昆明理工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，云南昆明650093）（3杭州大地網(wǎng)架制造有限公司，浙江杭州311215）摘要:簡(jiǎn)述了鋁介金的強(qiáng)韌機(jī)理，重點(diǎn)討論了近年發(fā)展起來(lái)的鋁介金強(qiáng)韌方法，即優(yōu)化合金成分、采用特殊的加工方法和熱處理工藝，就后指出我國(guó)應(yīng)加強(qiáng)高強(qiáng)鋁合?金的研究與開(kāi)發(fā)。關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋁合金;強(qiáng)韌;研究進(jìn)展中圖分類號(hào):
2、TG146.2+1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào)1671?6795（2008）02-0004-05近幾
3、?年來(lái)，鋁合金人致向兩個(gè)方向發(fā)展：一是發(fā)展高強(qiáng)高韌鋁合金新材料，以滿足航空和航天發(fā)展的需要；二是發(fā)展可以滿足各種使用條件的民用鋁合金材料。各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一直在不斷地研究開(kāi)發(fā)各種新合金、新工藝及新的熱處理制度，使鋁合金的性能及加工工藝達(dá)到了一個(gè)新的水平。本文著重評(píng)述為提高鋁合金的強(qiáng)韌性而開(kāi)發(fā)的各種新技術(shù)、新方法。從理論上講,利用工藝手段提高金屬?gòu)?qiáng)度的常用方法有固溶強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、笫二相強(qiáng)化和應(yīng)變強(qiáng)化等。合金強(qiáng)韌化的主要途徑是優(yōu)化合金成分、采川新型熱處理制度及特殊加工工
4、藝等。1優(yōu)化合金成分1.1添加微量RE元素稀土在鋁合金中的作用主要表現(xiàn)在以下兒方面【1】：變質(zhì)。稀土元素能冇效減小鋁合金的枝晶間距,細(xì)化鑄態(tài)晶粒組織；精煉、凈化。稀土元素具有很高的化學(xué)活性，可與Hz、Fe、Si、S等雜質(zhì)元素形成化合物熔渣，將其從熔體中排除;微合金化。稀土元素形成的金屬間化合物作為第二相能有效增加鋁合金的強(qiáng)韌性。冃前研究較多的RE元索冇La、Ce、Sc、Zr、Er等。文獻(xiàn)［2-5］報(bào)道了稀土元素Ce對(duì)AICuMgAg合金組織和性能的影響，指出合金中添加微量的稀土元索收稿日期:20071126Cez除能細(xì)化鑄態(tài)合金的晶粒、提高力學(xué)性能外，還能加速
5、合金的吋效碾化特性，使鑄態(tài)合金的高溫耐熱性能得到提高。但是，加入量要控制在一定范圍，否則會(huì)給其它合金元索的作用帶來(lái)負(fù)面影響。Sc在鋁合金中的合金化作用己得到廣泛研究【&刀。Sc與AI結(jié)合形成初生和次生Al3Sc第二相粒子，起細(xì)化晶粒、彌散強(qiáng)化和抑制變形組織再結(jié)晶的作川。冇資料【8）表明，向鋁及其合金中每添加01%Sc（Sc%04%）,其強(qiáng)度可提高約50MPa,強(qiáng)化作有色金屬加工用人人超過(guò)了目前工業(yè)鋁合金所用的傳統(tǒng)合金元素Mg、Cu>Zn、Si、Mn、Cr等。無(wú)論是AIMg、AIZnMg系合金，述是AIZnMgCu、AILi系合金，含銃鋁合金的b均比同類合金高出
6、100-200MPa,延伸率也比同類合金高。當(dāng)合金中同時(shí)存在Zr時(shí)，Zr可以代替部分Sc原子,從而形成Al3ScZr粒了，這種粒了比AbSc和ALZr粒子的熱穩(wěn)定性更高，改善鋁合金性能的效果更明顯［9-U］。有研究【a⑹報(bào)道，在aIZnMg合金中添加Er,對(duì)合金的力學(xué)性能、再結(jié)晶行為、時(shí)效動(dòng)力學(xué)及微觀組織均能產(chǎn)生明顯影響，其作用與Sc、Zr相似。另外，Er還可加快合金的時(shí)效進(jìn)程，捉高時(shí)效強(qiáng)化效果，因?yàn)锳bEr質(zhì)點(diǎn)以及山此形成的高密度亞結(jié)構(gòu)將產(chǎn)生能雖松弛，可作為的優(yōu)先形核位置，從而促使相的均勻析出。1.2添加新合金元素近年的研究發(fā)現(xiàn)，在7XXX系鋁合金中添加鎰，
7、不僅能細(xì)化晶粒、阻礙基體品粒長(zhǎng)人和再結(jié)晶，且在不降低合金塑性和韌性的情況下顯著提高合金強(qiáng)度，這一現(xiàn)象引起了廣泛關(guān)注［M均。研究［16］認(rèn)為，過(guò)飽第2期和鋁合金固溶體分解形成細(xì)小、彌散含鎰相是強(qiáng)度提高的主要原因，因?yàn)楹勏啻龠M(jìn)了晶粒的均勻塑變，細(xì)化了滑移帶的寬度，從而降低了應(yīng)變或應(yīng)力集中，使材料塑性得到提高。另有研究【17］發(fā)現(xiàn)，利用粉末冶金法制備的猛增韌高強(qiáng)鋁合金中，含鎰相以Al6Mn、AICu2Mn的形式彌散析出并均勻分布，經(jīng)T6處理后，合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到774MPa,屈服強(qiáng)度為755MPa;同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在高鋅含量的超高強(qiáng)度鋁合金屮添加一?定量的鎰元素，可以
8、細(xì)化晶粒，減小斷口韌窩尺寸，降低斷口中沿品斷裂所占比例，改善斷口的組織形態(tài)，提高合金韌性。李海研究了Ag含量對(duì)7055鋁合金薄板時(shí)效狀態(tài)下微觀組織與力學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在含02%Ag的7055鋁合金鑄造組織中沿晶界形成AIZnMgCuAg型化合物，而品粒內(nèi)部形成AIFeCuZn型化合物。這種晶內(nèi)AIFeCuZn化合物在二級(jí)均勻化過(guò)程中并不能完全消除，在隨爐冷卻時(shí)成為Mg和Ag原子陷阱，從而形成AlZnMgCuFeAg型化合物。若添加過(guò)最的Ag（>05%）,會(huì)造成非平衡共品相體積分?jǐn)?shù)增加，消耗主合金元素，這些非平衡共晶組織在均勻化過(guò)程中難以充分消除，因而不
9、利于提高合金強(qiáng)度，但少量的Ag（<02
