Zr元素对超高强铝合金微观组织及力学性能的影响.pdfVIP

第 42卷 第 4期 有色金属加工 VO1．42 No．4 2013年 8月 NONFERR0US METALS PR0CESSING August2013 Zr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 z．T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O4 A1一Zn—Mg—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 。。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．1 Chemicalcompositionofalloys(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