Sc、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织、力学性能及腐蚀性能的影响

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1、摘要本文研究了sc、zr对A卜zn—Mg—cu高强度铝合金组织及性能影响，采用铸锭法制备了成分为A】一5．4Zn一2．1Mg一1．4Cu一0．2lCr和A卜5．5Zn一2．3Mg一1．5Cu一0．24Cr一0．23Sc一0．12Zr的两种合金。利用金相显微镜、x射线衍射及SEM、TEM等方法观察了两种合金在铸态、挤压态、固溶处理态及时效态(T6、T73、T76、T77)下的微观组织，并用显微硬度测试、室温力学性能拉伸及腐蚀性能测试等手段测试了合金的力学性能及腐蚀性能。结果表明：1．添加Sc、zr对A卜zn—MgCu合金的铸态组织产生强烈的变质作用，不但晶粒组织明显细化，其晶粒形貌也

2、由枝晶结构向多边型等轴晶转变。晶内析出多边形的一次A1：，Sc。zr，粒子。2．添DHSc、zr的合会淬火后组织中存在大量马蹄形的二次A1。Sc。Zr；粒子，这些粒子在时效过程中稳定存在，抑制合金的再结晶。3．添DHSc、zr的合金生成的弥散Al。Sc。Zr、粒子能在周围产生一定的共格应变场，从而增加时效过程强化相的析出位置，降低了形核势垒；同时，固溶的Sc、7Zr矛[1空位有很高的结合能，可以有效的阻碍原子的扩散速度，阻碍了析出相q的长大过程。因此，添DNSc、Zr的合金时效峰值条件下的n7相粒子比未DNSc、Zr的A卜Zn—Mg—Cu合金更为细小。4．添DHSc、Zr的合金淬火

3、硬度提高，其时效硬化效应也更为明显，但时效峰值出现的时间要晚。添加Sc、Zr的合金峰值硬度比未加Sc、Zr的合金相高25HV。添DHSc、Zr的合金在不同时效条件下的力学性能均得到提高，其中经T6处理后，抗拉强度提高11OMPa，屈服强度提高91MPa，延伸率基本不变。5．A]一zn—Mg—Cu合金在不同时效条件下的腐蚀性能依次为：T73>T77>T76>’I'6。添加Sc、zr的合金在人造海水中的腐蚀性能得到极大的提高，其在T6态下的腐蚀电流降低25％。关键词：sc、Zr：AI-Zn—Mg—Cu合金；显微组织；力学性能；腐蚀性能AbstractTwokindsofAI--Zn·-

4、Mg·-CualloyswithandwithoutScandZrwerepreparedbyingotprocessing．Usingopticalmicroscope，X—raydiffractionphaseanalysis，transmissionelectronicmicroscope(TEM)，scanningelectronicmicroscope(SEM)anditsenergydispersivespectrometry(EDS)，themicrostructuresofbothalloyswereanalyzed．Thehardness，mechanicalpr

5、opertiesandcorrosioncapabilityoftheinvestigatedalloyswithorwithoutScandZrundergoingdifferenttreatmentwereprogressedbyhardnessmeasurement，tensiletestandcorrosionexperiment．Theresultsareasfollows：1．AddingtraceScandZrCarlgreatlyfinethegrainsizeoftheAI·Zn-Mg—Cualloyingots．2ThealloywhichaddswithSca

6、ndZrhasdispersiveA13Scl．xZrxparticlesafterquenching，anditcansteadyexistinthemicrostmctureduringtheageing．ThealloywhichaddswithScandZrcanrestraintheoccurringofrecrystal．3．ThealloywhichaddswithScandZrhasdispersiveA13Scl—xZrxparticlesacceleratedeposition；theScandZrwhichcombinedwithspacerestrainth

7、egrowupofq7．So，thealloywhichaddswithScandZraffectamorefine11’intopageing．4．ThealloywhichaddswithScandZrhashigherhardnessafterquenching，anditalsostrengthenstheageinghardeningeffects，buttheagingpeaksdelayedThereare25HVbetweenthetwoagingpe