冷轧预变形对新型铝锂合金的时效析出与力学性能影响

发布时间：2021-06-05 05:06

　　采用大气熔炼铸造及热变形方法制备了Al-4.5Cu-1Li-0.7Mg-1Zn-0.3Ag-0.3Mn-0.2Zr （质量分数,%）新型铝锂合金板材。通过维氏硬度、拉伸性能、扫描电镜、透射电镜等方法,研究了固溶后不同冷轧预变形量对显微组织和力学性能影响。结果表明,时效前的冷轧预变形量有效促进了新型铝锂基体合金中T₁（Al₂CuLi）相的析出与均匀分布,减少了θ’（Al₂Cu）相的体积分数。冷轧预变形量的增加,缩短了峰时效时间,晶界析出相由连续析出变为非连续析出,无沉淀析出区宽度变小。当冷轧预变形量为15%时,时效态合金的屈服强度与抗拉强度分别达到了668 MPa和690 MPa,延伸率保持在7.9%。 

【文章来源】：稀有金属材料与工程. 2020,49(09)北大核心EISCICSCD

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【部分图文】：

不同冷轧预变形量下沿<110>Al方向T1和θ"相的变化

图2 不同冷轧预变形量下沿<110>Al方向T1和θ"相的变化为了确定冷轧预变形对时效态合金晶界析出影响，对预变形量分别为0%、5%及10%进行了TEM观察（图4）。图4a为预变形量为0%时晶界形貌，晶界产生连续析出，无沉淀析出带（PFZ）较宽。而时效前进行冷轧预变形后，时效态合金的晶界产生非连续析出，PFZ宽度较小。在预变形量为5%条件下，图4b中晶界呈现出不连续和粗大的晶界析出物（GBPs）和较窄的PFZ。当预变形量进一步增加到10%时，晶界主要以不连续析出相和少量粗大的沉淀为主，PFZ进一步变窄（图4c）。

由表1可知，随着冷轧预变形量的增加，合金的伸长率先增加后下降。为了研究塑性变化对断口的影响，采用扫描电镜对断口形貌进行了观察（图5）。比较图5中5种状态的断口形貌，可以发现每种状态的潜在机制存在明显的差异。变形量为0%试样的晶粒呈等轴状，经过预变形后的晶粒在拉伸后则以纤维状或扁平状为主。图中椭圆标示的颗粒经EDS能谱分析其为富Cu(Fe,Mn)的第二相粒子，断裂面的韧窝特征是由析出物周围微孔隙的生长和聚集形成的，这是典型的穿晶韧窝断裂模式。对未进行预变形的试样观察（图5a），断口表面局部存在少量的韧窝和较大的次生裂纹，呈现出典型孔洞聚集和粗化的韧性断裂特征，在韧窝的底部可以看到细小的颗粒（图中箭头所示），但断口主要呈现冰糖块状，在其表面存在许多小而浅的韧窝和光滑面，这是韧性-脆性沿晶断裂与韧性断裂的混合模式。图5 不同冷轧预变形量下拉伸试样的断口形貌


本文编号：3211497