ag、cu、mg对al-cu-mg-ag合金组织与时效硬化行为的影响

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1、辽宁工业大学硕士学位论文Ag、Cu、Mg对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与时效硬化行为的影响专业:材料学研究生:刘海平指导教师:刘伟东教授辽宁工业大学材料科学与工程学院二〇一五年三月MasterThesisEffectsofAg,Cu,MgonMicrostructureandAgingHardeningBehaviorofAl-Cu-Mg-AgAlloysSpeciality:MaterialogyCandidate:LIUHai-pingSupervisor:ProfessorLIUWei-dongLiaoningUniversityofTechn

2、ologyJinzhou,121001,ChinaMarch2015摘要Al-Cu-Mg合金具有良好综合性能，被广泛应用于航空航天等领域。但当工作温度高于150℃时强化相长大粗化，力学性能明显下降。在Al-Cu-Mg合金中加入微量Ag析出一种新的强化相Ω相，使合金的室温和高温强度增加，热稳定性增强。本文制备了不同成分的Al-Cu-Mg-Ag合金并进行了固溶时效处理。通过铸态组织观察、布氏硬度测量、室温和高温拉伸测试，研究了Ag、Cu、Mg及其含量变化对Al-Cu-Mg-Ag合金组织与时效硬化行为的影响。基于EET理论分析了Ag、Cu、Mg对Al-Cu-

3、Mg-Ag合金析出相形核和时效硬化行为影响的微观本质。研究表明，随Ag含量的增加Al-Cu-Mg-Ag合金峰时效时间缩短，峰值硬度、强度先增大后减小，热稳定性增强；随Cu含量的增加Al-Cu-Mg-Ag合金的峰时效时间基本不变，合金峰值硬度、强度增大，高温强度下降越明显；随Mg含量的增加Al-Cu-Mg-Ag合金的峰时效时间缩短，硬度、强度与热稳定性都会先增加后减小。固溶体基体价电子结构的计算发现Ag可以促进Ω相析出的根本原因在于Mg-Ag原子团簇比Mg-Cu原子团簇易于形成。Mg-Ag原子团簇的形成促进了Ω相的析出，这即消耗了Mg和Cu，又抑制了Mg

4、的扩散，因而抑制了S相的析出，同时在一定程度上促进θ′相的析出。Ag、Cu、Mg及其含量的变化改变Al-Cu-Mg-Ag合金时效硬化行为的微观本质在于它们改变了基体固溶体的价电子结构，影响了强化相的析出机制，改变了析出相的种类和数量。强化相的成键能力、最强键键合力及其与基体界面电子结构的计算表明强化相Ω对合金的强化效果最好，θ′相次之，S相的强化效果最弱；Ω比θ′和S易于析出，且热稳定性比θ′和S好；因而有利于促进Ω相形成的元素将加速Al-Cu-Mg-Ag合金的时效进程，提高合金的时效硬化水平和合金的热稳定性。析出相形核机制和时效硬化行为微观本质的研究

5、对于优化Al-Cu-Mg-Ag合金成分和时效处理工艺具有实际意义。关键词：Al-Cu-Mg-Ag合金；时效；析出相；热稳定性；EET理论IAbstractWithexcellentcomprehensiveperformance,Al-Cu-Mgalloysarewidelyusedinaerospaceandotherfields.Thecoarsestrengtheningphasescanleadtobadmechanicalpropertiesobviouslywhentheworktemperatureishigherthan150℃.Add

6、ingtraceAgintoAl-Cu-MgalloyscancauseanewstrengtheningphaseΩtoprecipitate,thereforetheroomandelevatedtemperaturestrengthsincreaseaswellasthethermalstabilityisstrengthened.Inthispaper,Al-Cu-Mg-Agalloyswithdifferentcomponentwereprepared，andthensolidsolutionandagingtreatmentswerepro

7、ceeded.TheeffectsofAg,Cu,Mgandtheircontentsonmicrostructure,mechanicalpropertiesandaginghardeningbehaviorwerestudiedwiththemethodsofmicrostructureobservation,BHmeasurement,roomandelevatedtemperaturetensiletest.BasedontheEETtheory,themicromechanismoftheeffectsofAg,CuandMgonagings

8、trengtheningandprecipitationnucleationwereanaly