Al-Cu-Mg-Sc合金组织与性能的各向异性

发布时间：2021-10-01 00:16

　　采用显微组织分析、室温拉伸性能测试、XRD分析等方法研究了不同状态Al-Cu-Mg-Sc合金板材在不同取向条件下的显微组织和力学性能。研究结果表明:终轧态及终时效态合金板材在与轧制方向呈0°方向上的强度均比30°、45°、60°和90°方向上的强度高,且伸长率也高。终时效态合金板材的各向异性指数I_PA值较终轧态的小,性能较为均匀,RD方向（0°）的R_m、R_{p0. 2}和A分别为622. 85 MPa、529. 38 MPa和13. 33%,综合性能最优。两种状态下第二相析出情况的差异影响合金板材平面各向异性。Schmid因子分析表明,终轧态含有（110）[111]和（001）[310]织构组分,而终时效态含有（110）[111]、（001）[310]和（011）[100]织构组分。 

【文章来源】：金属热处理. 2020,45(06)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

拉伸试样取样示意图

铝合金为面心立方结构，主要滑移系为{111}<110>。滑移在分切应力最大(即取向因子η最大)的滑移系上进行。假定滑移只在η最大的滑移系上进行，在分析中，将铝合金板材类比为单晶。根据立方晶系晶向之间的关系，算出不同取向条件下的ηmax及ηmax-1。按照文献[13-15]中的计算方法可以分别得到织构Schmid因子，如表2所示[13-15]。由表2可以看出，(110)[111]、(001)[310]织构在30°、45°、60°、90°方向上的ηmax-1较低，由于不同的织构组成决定了不同的性能特征，而ηmax-1的各向异性指标可以描述强度各向异性，因此(110)[111]、(001)[310]织构有降低这几个方向强度的作用，0°方向上的ηmax-1较高，有使强度增强的作用;(011)[100]织构具有抑制45°、60°方向强度降低的作用;(112)织构使0°方向强度明显增强。

图3(b)为经过终时效处理的合金显微组织，与终轧态组织相比，组织形貌变得更加细长，析出了更多均匀、细小且密集的强化相，部分第二相依然趋于主变形方向分布，且在α-Al基体中呈链状分布。终轧态基体中的滑移线仍存在，王松辉等[19]也有相似研究。从图4可以看出，终时效处理后也同时出现了S相、θ相和Al3Sc相特征峰。θ相的特征峰在终时效后明显增强，Al3Sc相特征峰也相对增强。Al3Sc相为弥散分布的次生共格、纳米级球形沉淀相[20]，该次生沉淀粒子与基体错配度小，对位错和晶界有强烈钉扎作用，从而提高合金力学性能[21]。结合表1和图2进行分析，可知两种状态下第二相析出情况的差异造成了合金板材强度各向异性的变化。合金中析出的第二相影响着滑移系的强度，从而对合金中的不同滑移系活性有不同影响，并因此导致力学性能各向异性。图4 不同状态下Al-Cu-Mg-Sc合金的XRD图谱


本文编号：3416902