含Sc, Zr及Ni的Al-Mg合金的显微组织与性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵卫涛 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-06-05 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 戎利建 |
| 关键词 | Al3(Sc Zr) 沉淀相 再结晶 持久寿命 腐蚀行为 |
| 其他题名 | Research on the Microstructure and Property of Sc, Zr and Ni-Bearing Al-Mg Alloy |
| 学位专业 | 材料加工工程 |
| 中文摘要 | 材料的可持续发展需要建立在节约能源和保护环境的基础上，Al-Mg系合金作为轻质、环境友好的结构材料已广泛应用于航空航天，海洋船舶和汽车工业中。近年来，在传统Al-Mg合金基础上发展起来的Al-Mg-Sc-Zr合金，由于低密度、高强度、耐蚀、可焊而倍受关注。 本文采用金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、电子探针、X射线衍射等手段，通过不同温度下的拉伸、室温韦氏硬度、腐蚀、动电位极化测试等实验方法，系统研究了Al-6Mg-0.2Sc-0.15Zr-(Ni)(wt.%)合金的显微组织、力学性能、变形行为、腐蚀性能和元素Ni的影响。 实验结果表明，添加0.2Sc和0.15Zr(wt.%)的Al-Mg合金铸态组织为完全等轴晶，凝固冷却过程中会析出两种壳状的初生Al3(Sc,Zr)相，随后继续冷却时会从固溶体中析出共格的L12型Al3(Sc,Zr)相。 利用Gleeble-2000热模拟机研究了铸态Al-Mg-Sc-Zr合金的热变形行为。通过不同温度、不同变形速率下的压缩应力－应变曲线，根据材料的动态模型，绘制出合金的加工图谱和不稳定图谱。确定适合铸态合金热加工的工艺为420ºC－460ºC之间，变形速率不大于5 s-1，变形量小于50%。 由于Al3(Sc,Zr)相的Zener Drag作用，冷变形Al-Mg-Sc-Zr合金的再结晶过程是缓慢进行的，在300ºC以下保持稳定的组织和性能；400ºC加热，硬度开始下降，局部发生再结晶；500ºC加热时，Al3(Sc,Zr)沉淀相迅速粗化，经过100 h后合金已经发生完全再结晶。 Ni含量小于1.0wt.%对Al-Mg-Sc-Zr合金铸态的等轴晶粒没有明显影响。当Ni含量增加到2.0wt.%时，合金的组织为完全树枝晶。这是因为在Al和Al3(Sc,Zr)相的界面上产生的错配位错，影响了Al3(Sc,Zr)的沉淀析出行为，导致类不连续沉淀的发生。 添加0.1wt.%Ni的Al-Mg-Sc-Zr合金具有较好的室温、高温性能和持久寿命，这与弥散细小的不共格含Ni相的作用有关。当Ni含量增加时，粗大的Al3Ni相对合金的力学性能影响不大。 在225℃/50MPa持久拉伸时，由于Al3(Sc,Zr)沉淀相对位错的钉扎和拖拽作用，显著地提高Al-Mg合金的持久寿命。复合添加0.1wt.% 的Ni，形成了不共格的Al(Mn,Ni,Fe)、Al(Mn,Ni,Cr)和Al3Ni相增加合金的临界应力和蠕变抗力，降低蠕变速率，使Al-Mg-Sc-Zr合金的持久寿命提高了一倍多。另外，具有再结晶组织的合金比形变态的合金具有更高的持久寿命。 在NaCl-HCl溶液中，Al-Mg-Sc-Zr-Ni合金中的Al3Ni相充当阴极。Al3Ni颗粒周围的阳极Al3Mg2相和Al-Mg固溶体容易优先被腐蚀，成为裂纹的萌生源。Ni含量的增加，加剧了合金的腐蚀行为。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 162 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/16866]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵卫涛. 含Sc, Zr及Ni的Al-Mg合金的显微组织与性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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