添加微量钪、锆的高强高韧铝合金铸锭均匀化及性能预测的中期报告.docxVIP

添加微量钪、锆的高强高韧铝合金铸锭均匀化及性能预测的中期报告 本文主要介绍对添加微量钪和锆的高强高韧铝合金铸锭进行均匀化处理的中期实验研究情况及性能预测。 一、实验设计 选用Al-Mg-Zn-Cu系高强高韧铝合金为基体，加入微量的钪和锆进行调整，设计的实验方案如下： 实验组合 合金化学成分 （质量分数，%） 纯铝 Al Mg Zn Cu Mn Ti Fe 其他 基体 99.7 0.19 5.45 1.75 0.51 0.1 添加钪 99.7 0.19 5.45 1.75 0.51 0.1 0.05 添加锆 99.7 0.19 5.45 1.75 0.51 0.1 0.05 二、实验过程 对于三个实验组合，首先制备了大尺寸的试样，进行了热处理和快速水淬处理。然后对均匀化后的材料进行了拉伸和冲击力学性能的测试。 三、实验结果 拉伸实验结果表明，加入钪或锆的合金中，抗拉强度和屈服强度都比基体合金高，强度提高幅度随着钪和锆含量的增加而增加。其中添加钪的合金强度提高效果更明显，抗拉强度约为520MPa，比基体合金提高了16%。添加锆的合金强度提高效果略弱，抗拉强度约为500MPa，比基体合金提高了10%。 冲击实验结果表明，添加钪或锆的合金都比基体合金有更好的韧性，冲击韧性随着钪和锆含量的增加而增加。其中添加钪的合金韧性提高效果更为明显，断裂韧性增加了50%，冲击功约为30J/cm2。而添加锆的合金韧性提高效果略弱，断裂韧性增加了40%，冲击功约为25J/cm2。 四、性能预测 根据实验结果，可以预测加入微量钪和锆的高强高韧铝合金具有良好的应用前景。钪具有强化铝合金晶粒和稀土元素效应，可以提高合金的强度和韧性；而锆可以与铜形成强化相，减少裂纹扩展速率，从而提高合金的韧性。因此，本研究可以为高强高韧铝合金的开发和应用提供参考和借鉴。