Mg含量对高压扭转Al-Mg铝合金及其退火后微观结构与硬度的影响

发布时间：2021-10-26 23:50

　　利用X射线衍射仪、透射电镜和硬度测试研究了Mg含量对Al-Mg铝合金高压扭转（HPT）及不同温度退火30 min后的微观结构和硬度的影响。结果表明:随Mg含量从0 mass%增加到5.0 mass%,HPT后Al-Mg铝合金的平均晶粒尺寸明显减少、位错密度明显增加,相应地硬度则从71 HV0.1明显提高到201 HV0.1。随退火温度从125℃增加到280℃,HPT工业纯铝（CP-Al）的平均晶粒尺寸从486 nm增加到1130 nm,硬度从66 HV0.1降低为55 HV0.1,表明CP-Al的平均晶粒尺寸和硬度随退火温度的提高呈线性增加和线性下降趋势。当退火温度高于195℃时,具有较高Mg含量的HPT Al-Mg铝合金退火后硬度将大幅度下降。但当退火温度低于195℃时,具有较高Mg含量的HPT Al-Mg铝合金退火后硬度下降的趋势与CP-Al类似,表明具有较高Mg含量的HPT Al-Mg铝合金表现出更好的低温热稳定性。基于实验结果,讨论了Mg含量对HPT Al-Mg铝合金强化效果的影响以及高Mg含量HPT Al-Mg铝合金低温热稳定性良好的原因。 

【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(11)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

CP-Al 和 Al-Mg合金HPT加工前后的显微硬度

图2(b)为根据XRD数据计算得到的HPT样品的平均晶粒尺寸、微观应变和位错密度。随着Mg含量的变化,微观应变从0.022增加到0.194,位错密度从0.16×1014 m-2增加到2.96×1014 m-2,平均晶粒尺寸从164 nm减小至68 nm。这些结果表明,位错密度和微观应变的增加以及晶粒的细化不仅是由HPT引起的,而且还受Mg含量的影响。2.2 HPT样品的TEM表征

图4总结了HPT CP-Al和Al-Mg合金在退火过程中的显微硬度变化。结果显示,虽然在不同温度退火后,硬度均有下降现象,但随着退火温度的升高,合金硬度的下降幅度也随之变化。在125 ℃保温30 min后,HPT CP-Al和Al-Mg合金的硬度分别为66、98、125和185 HV0.1,相比变形态,硬度仅有微小的降幅,结合图5(a)和6(a)的TEM观察表明,此时硬度的降幅主要归因于加工应力的释放和少量晶内位错的对消。在195 ℃保温30 min后,合金的硬度下降明显,分别为60、84、91和153 HV0.1,相比变形态已经有了很大幅度的降低,结合图5(b)、6(b)和7(a)的TEM观察可见,此时的合金软化归因于晶内和晶界位错的大量回复以及再结晶的发生。退火温度升高到280 ℃时,变形样品的硬度已经回复接近于铸态合金的硬度,分别为55、66、80和96 HV0.1。除此之外,本文发现,HPT CP-Al在不同温度退火后硬度下降较为平缓,且几乎成线性下降趋势。然而随着Mg含量的增加,变形合金的硬度对温度更加敏感,软化趋势分为两个明显的阶段,并且195和280 ℃退火后的硬度下降幅度随着Mg含量的增加而增大。图4 HPT样品在不同温度退火后的硬度变化曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]微纳米铁粉热稳定性实验研究[J]. 刘娓,金晶,高文静,赵庆庆,张盈文,刘磊.  材料热处理学报. 2015(02)



本文编号：3460439