Cr、Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金的组织与性能的影响

发布时间：2017-09-10 22:02

  本文关键词：Cr、Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金的组织与性能的影响

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【摘要】：通过铸锭冶金法制备了Al-Cu-Mg-Ag、Al-Cu-Mg-Ag-x Cr和Al-Cu-Mg-Ag-x Sc(x=0.1,0.2,0.3,wt.%)合金。使用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热分析仪、维氏硬度仪、室温和高温拉伸机以及晶间腐蚀和动电位极化实验,研究了Cr、Sc的微合金化对Al-Cu-Mg-Ag合金的微观组织、力学性能、耐热性和耐腐蚀性的影响。(1)Al-Cu-Mg-Ag合金析出了弥散分布的?相和θ?相、不连续的晶界沉淀相、较宽的晶界无沉淀析出带。当在Al-Cu-Mg-Ag合金中添加0.3wt.%Cr后,合金中析出了弥散分布的纳米尺寸的强化相和Al7Cr粒子、大量连续分布的晶界沉淀相。而当在Al-Cu-Mg-Ag合金中添加0.3wt.%Sc后,合金中析出了稀疏且细小的?相和θ?相、在晶界处析出了较大尺寸的W相。同时在Al-Cu-Mg-Ag合金中添加适量的Cr、Sc元素,减小了合金中残留的结晶相的尺寸和体积分数。(2)随着Cr含量的增加,Al-Cu-Mg-Ag-x Cr合金的室温力学性能逐渐升高,其拉伸强度由σb=430MPa、σ0.2=374MPa增加到σb=482MPa、σ0.2=429MPa,提高幅度分别为12%、15%。添加0.1wt.%Sc几乎不影响合金的力学性能,但是随着Sc含量的继续增加,Al-Cu-Mg-Ag-x Sc合金的室温拉伸性能却逐渐减小。(3)随着Cr含量的增加,Al-Cu-Mg-Ag-x Cr合金的耐热性逐渐增强,其150~200℃的高温拉伸性能和150°C下热暴露100~1000h后的室温拉伸性能逐渐升高。添加0.1wt.%Sc几乎不影响合金的耐热性,但是随着Sc含量的继续增加,Al-Cu-Mg-Ag-x Sc合金的耐热性逐渐下降,其150~300℃的高温拉伸性能和150°C下热暴露100~1000h后的室温拉伸性能都逐渐降低。(4)随着Cr含量的增加,Al-Cu-Mg-Ag-x Cr合金的耐腐蚀性显著增强,其发生晶间腐蚀的最大腐蚀深度由212.3μm减小到54.4μm、自腐蚀电位向正方向移动、自腐蚀电流密度逐渐减小。添加0.1wt.%Sc能明显改善合金的耐腐蚀性,其发生晶间腐蚀的最大腐蚀深度减小到91.2μm、自腐蚀电位提高到-0.60070V;但是随Sc含量的继续增加,Al-Cu-Mg-Ag-x Sc合金的耐腐蚀性逐渐减弱。
【关键词】：Al-Cu-Mg-Ag合金 Cr Sc 拉伸 热暴露 晶间腐蚀 动电位极化
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.21
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 Al-Cu-Mg-Ag合金的发展概况10-11
• 1.2 Al-Cu-Mg-Ag合金的主要组元及其微合金化研究11-15
• 1.2.1 主要合金元素11-13
• 1.2.2 微合金化研究13-15
• 1.3 Al-Cu-Mg-Ag合金的耐热性研究15-18
• 1.3.1 Al-Cu-Mg-Ag合金中?相的稳定性15-16
• 1.3.2 Al-Cu-Mg-Ag合金的高温性能16-18
• 1.4 Al-Cu-Mg-(Ag)合金的耐腐蚀性研究18-20
• 1.4.1 点蚀18-19
• 1.4.2 晶间腐蚀19-20
• 1.4.3 剥落腐蚀20
• 1.5 本文研究目的和内容20-22
• 2 合金的制备与研究方法22-27
• 2.1 实验方案22-23
• 2.2 合金的制备23-24
• 2.2.1 合金的成分设计23
• 2.2.2 合金的熔炼与制造23
• 2.2.3 合金的热处理工艺23-24
• 2.3 合金的性能测试24-26
• 2.3.1 DSC测试24
• 2.3.2 硬度测试24
• 2.3.3 拉伸性能测试24-25
• 2.3.4 晶间腐蚀性能测试25
• 2.3.5 动电位极化测试25-26
• 2.4 合金的微观组织观察26-27
• 2.4.1 金相组织观察26
• 2.4.2 晶粒度大小统计26
• 2.4.3 XRD组织观察26
• 2.4.4 SEM组织观察及能谱分析26
• 2.4.5 TEM组织观察26-27
• 3 Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金的组织与性能的影响27-51
• 3.1 Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金的微观组织与室温拉伸性能的影响27-38
• 3.1.1 铸态组织27-30
• 3.1.2 均匀化退火与热挤压30-32
• 3.1.3 固溶与时效热处理32-33
• 3.1.4 T6 态组织33-36
• 3.1.5 合金的室温拉伸36-38
• 3.1.6 分析与讨论38
• 3.2 Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金耐热性能的影响38-45
• 3.2.1 高温拉伸与断口形貌38-42
• 3.2.2 热暴露后的室温拉伸与断口形貌42-45
• 3.2.3 分析与讨论45
• 3.3 Cr对Al-Cu-Mg-Ag合金耐腐蚀性能的影响45-49
• 3.3.1 晶间腐蚀45-46
• 3.3.2 动电位极化46-47
• 3.3.3 微观组织47-48
• 3.3.4 分析与讨论48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 4 Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金的组织与性能的影响51-69
• 4.1 Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金的微观组织与室温拉伸性能的影响51-60
• 4.1.1 铸态组织51-53
• 4.1.2 均匀化退火与热挤压53-55
• 4.1.3 固溶与时效热处理55-56
• 4.1.4 T6 态组织56-58
• 4.1.5 合金的室温拉伸58-59
• 4.1.6 分析与讨论59-60
• 4.2 Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金耐热性能的影响60-65
• 4.2.1 高温拉伸与断口形貌60-62
• 4.2.2 热暴露后的室温拉伸与断口形貌62-64
• 4.2.3 分析与讨论64-65
• 4.3 Sc对Al-Cu-Mg-Ag合金耐腐蚀性能的影响65-67
• 4.3.1 晶间腐蚀65-66
• 4.3.2 动电位极化66
• 4.3.3 微观组织66-67
• 4.3.4 分析与讨论67
• 4.4 本章小结67-69
• 5 结论69-70
• 参考文献70-75
• 个人简历及攻读硕士学位期间的研究成果75-76
• 致谢76

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本文编号：826858