时效路径对Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金沉淀析出行为的影响

发布时间：2021-02-25 10:35

　　利用DSC、TEM、拉伸实验以及硬度测试等方法系统研究了时效路径对高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行为的影响。结果表明,固溶淬火态和预时效态合金在非等温时效过程中β″相的析出激活能分别为80.1和64.5 kJ/mol;在等温时效过程中表现出不同的时效硬化和组织演化行为,其中固溶淬火态合金时效硬化速率较快,但最终2种路径处理的合金峰值硬度和强度基本相同;但经预时效处理的合金,峰时效态延伸率和应变硬化速率以及过时效阶段硬度降低速率均较高。与此同时,预时效态合金还可析出大量复合溶质原子团簇,虽然在高温等温时效时会进一步长大,但使得欠时效、峰时效和过时效态合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等温时效的不同状态合金却无此特征。时效路径并未改变合金沉淀析出序列,但对沉淀相形核、长大速率影响显著,据此提出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。 

【文章来源】：金属学报. 2020,56(07)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金固溶淬火态和预时效态的DSC曲线Fig.1DSCcurvesofAl-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Znal‐

属学报56卷金活能较低。相比之下，如果固溶淬火态或预时效态合金直接进行等温时效，其会表现出完全不同的析出行为。图7给出了时效路径对沉淀相形核和长大过程影响的模型示意图。首先，由于固溶淬火态合金基体内分布有大量的空位(图7a)，短时时效后会在合金基体内析出大量溶质原子团簇(图7b)，随着时效时间的延长，其会逐渐转化为GP区、β″相以及β′相等[23,24]，不过根据以往对含Zn的Al-Mg-Si-Cu合金相关研究[5,20]发现，这些相均含有溶质元素Zn，而且由于多种元素间存在复杂的交互作用，所形成的溶质原子团簇具有较高的稳定性，很容易转化为β″相。同时由于形核率较高，峰时效态对应的β″相数量密度也较大，尺寸分布也较为均匀(图7c)。相比而言，预时效处理后的合金在185℃时效20min后基体内不仅点状沉淀数量密度低于固溶淬火时效后的，而且尺寸分布呈双模型分布特征(图4b)。这主要由于预时效处理温度较低，沉淀相形核率较低所致(图7d)。虽然预时效可形成稳定的Mg-Si-Cu-Zn复合溶质原子团簇[1,5,20]，但是沉淀形核率偏低，进一步185℃高温时效时必然会发生已形核沉淀相继续长大，同时也会重新形核析出新的沉淀相，这些沉淀相由于形核较晚，其尺寸必然会小于最早析出的沉淀相，所以最终经预时效处理后的合金欠时效态基体内会分布有2种尺度的点状沉淀相(图4b和图7e)。随时效时间的延长，合金峰时效基体内的析出相尺寸分布均呈典型的双模型尺寸分布特征(图5b、f和图7f)，演化过程表现出遗传特性。这一遗传特性即使进入过时效阶段仍然存在，导致沉淀相长大粗化速率会随时效路径的变?

【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn合金的制备及其时效析出行为研究[J]. 李勇,郭明星,姜宁,张许凯,张艳,庄林忠,张济山.  金属学报. 2016(02)
[2]不同尺寸粒子对Al-Mg-Si-Cu系合金组织、织构和力学性能的影响[J]. 彭祥阳,郭明星,汪小锋,崔莉,张济山,庄林忠.  金属学报. 2015(02)



本文编号：3050839