Cr、Zr_Sc对Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金组织与性能的影响

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1、学校代码10459学号或申请号201512131628密级硕士学位论文Cr、Zr/Sc对Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金组织与性能的影响作者姓名：刘来梅导师姓名：王杰芳教授学科门类：工学专业名称：材料物理与化学培养院系：物理工程学院完成时间：2018年5月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterEffectofCrandZr/SconMicrostructureandPropertiesofAl-Cu-Mg-Ag-TiAl

2、loyByLaimeiLiuSupervisor:Prof.JiefangWangMaterialphysicsandchemistryPhysicalEngineeringCollegeMay，2018摘要本文采用传统熔炼铸造法制备出Al-Cu-Mg-Ag-Ti、Al-Cu-Mg-Ag-Ti-xCr(x=0.0，0.23，0.33，0.40wt.%)、Al-Cu-Mg-Ag-Ti-xZr(x=0.0，0.14，0.19wt.%)和Al-Cu-Mg-Ag-Ti-0.17Zr-0.12Sc试验合金

3、，并通过维氏硬度测试、室温和高温拉伸试验、晶间腐蚀试验、应力腐蚀试验和动电位极化试验来研究单独添加Cr、Zr以及Zr/Sc复合添加对Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金的力学性能、耐热和耐蚀性能的影响，并结合金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)来分析试验合金的微观组织。试验结果表明：（1）经过T6态(515℃/2h固溶+180℃/10h时效)处理后的Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金的晶内析出大量弥散分布的Ω相和少量的θ′相，晶界析出相粗大，无沉淀析出带较宽。Cr、Z

4、r/Sc的添加没有改变Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金晶内析出相种类，仍为大量的Ω相和少量的θ′相。但分别添加0.23wt.%Cr和0.19wt.%Zr后试验合金中析出相Ω相的尺寸减小，θ′相的数量明显减少，晶界析出相细小，无沉淀析出带变窄。而含0.40wt.%Cr合金晶内析出相Ω相明显粗化，晶界析出相粗大，晶界无沉淀析出带又变宽。同时发现单独添加Cr、Zr元素均能够抑制合金在热处理过程中的回复与再结晶，提高合金的再结晶温度，使合金的再结晶抗力增强。（2）适量Cr元素的添加能够提高合金在室温和高

5、温下的拉伸强度。含0.23wt.%Cr合金室温下的抗拉强度和屈服强度最高分别为511MPa和434MPa，与不含Cr合金相比分别提高了8.5%和4.1%。在25~200℃高温下含0.23wt.%Cr合金拉伸强度均高于其他试验合金，可见含0.23wt.%Cr试验合金表现出较好的耐热性。（3）添加0.23~0.33wt.%Cr能够提高Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金的耐蚀性。在Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金中添加0.23~0.33wt.%Cr后，合金的自腐蚀电位正移，自腐蚀电流密度、晶间腐蚀最大深

6、度和应力腐蚀敏感因子Iscc均减小。其中含0.23wt.%Cr合金的晶间腐蚀深度最小，应力腐蚀敏感因子Iscc最小，自腐蚀电流密度最小，腐蚀速率最小，可见0.23wt.%Cr的添加能够明显改善Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金的耐蚀性能。综合考虑得出：试验合金中Cr元素的最佳添加量为0.23wt.%。I（4）Zr元素的添加能够提高合金在室温和高温下的拉伸强度，并随着Zr含量的增加而增大。含0.19wt.%Zr合金的室温拉伸强度最高，其屈服强度和抗拉强度分别为466MPa和518MPa。而Zr、Sc

7、的复合添加并未进一步提高合金的室温拉伸强度，反而出现轻微的下降。在室温~250℃时，含0.19wt.%Zr合金的拉伸强度均明显高于其他试验合金，其中在250℃高温下其抗拉强度和屈服强度分别比不含Zr合金高出43MPa和39MPa。（5）随着Al-Cu-Mg-Ag-Ti合金中Zr含量的增加，合金的最大腐蚀深度降低，应力腐蚀敏感因子减小，自腐蚀电位发生正移，自腐蚀电流密度亦逐渐减小，说明随着Zr含量的增加合金的耐蚀性增强。其中含0.19wt.%Zr合金的晶间腐蚀深度最浅，应力腐蚀敏感因子Iscc最小

8、，自腐蚀电流密度最小，腐蚀速率最小，可见含0.19wt.%Zr合金的耐蚀性最好。综合考虑得出：含0.19wt.%Zr试验合金综合性能最佳。关键词：Al-Cu-Mg-Ag-Ti；Cr；Zr；拉伸测试；晶间腐蚀；应力腐蚀；动电位极化IIAbstractInthisstudy,Al-Cu-Mg-Ag-TiandAl-Cu-Mg-Ag-Ti-xCr(x=0.0，0.23，0.33，0.40wt.%),Al-Cu-Mg-Ag-Ti-xZr(x=0.0，0.14，0.19wt.%)andAl-Cu-Mg-A