Al-Mg-Mn-Zr-Er合金組織和力學(xué)性能研究.pdf

1、微合金化是提高鋁合金綜合性能的有效方法之一。本文采用傳統(tǒng)的鑄錠冶金法制備含Er的Al-4.5Mg-0.7Mn-0.1Zr-0，4Er合金。借助硬度測試(HBS)、金相顯微組織觀察(OM)、X射線衍射分析(XRD)、掃描電鏡(SEM)與能譜分析(EDS)、透射電鏡觀察(TEM)等分析測試手段，研究了退火制度對Al-4.5Mg-0.7Mn-0.1Zr-0.4Er合金的力學(xué)性能與微觀組織的影響，深入分析了Er在合金中的存在形式、與合金元素的交

2、互作用以及對合金的強(qiáng)化機(jī)理，并初步研究了實(shí)驗(yàn)合金的疲勞極限和平面應(yīng)力斷裂韌性，分析了Er對疲勞極限和平面應(yīng)力斷裂韌性的作用及機(jī)理。 研究退火溫度和時(shí)間對合金力學(xué)性能的影響，結(jié)果表明，退火溫度對合金力學(xué)性能影響很大，而退火保溫時(shí)間對合金力學(xué)性能影響程度小。冷軋變形量為81.3％的合金在不同溫度下退火2小時(shí)，在125℃～225℃之間，強(qiáng)度下降緩慢，225℃～275℃之間強(qiáng)度急劇下降，延伸率顯著上升，275℃之后強(qiáng)度幾乎不再發(fā)生變化。

3、結(jié)合硬度法和金相法確定了合金的再結(jié)晶起始溫度為225℃，再結(jié)晶終了溫度為275℃。通過實(shí)驗(yàn)對比研究表明，冷軋板在125℃退火1個(gè)小時(shí)，合金的綜合力學(xué)性能最佳。 按照國標(biāo)GB/T3075-1982，測試了合金室溫下的條件疲勞極限。合金板材在應(yīng)力比R=0.1，循環(huán)壽命為107條件下的疲勞極限為293.6MPa。與傳統(tǒng)的5083板材相比，實(shí)驗(yàn)合金的疲勞極限有了很大的提高。用掃描電鏡對疲勞斷口進(jìn)行觀察和分析，結(jié)果表明：疲勞裂紋起源于試樣

4、側(cè)表面，因?yàn)樵谘h(huán)載荷作用下，該處存在應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂紋萌生和擴(kuò)展。隨著退火溫度的提高，合金的疲勞壽命顯著下降。按照HB5261-83，采用緊湊拉伸試樣，測試了出合金板材的平面應(yīng)力斷裂韌性Kc為51.92MPa·ml/2。 對合金不同退火溫度的試樣進(jìn)行了SEM和TEM觀察。發(fā)現(xiàn)合金中除了α-Al基體、Al6Mn相外，合金中存在大量的Al3(Er，Zr)粒子，大小為幾十納米，這些粒子與基體成共格關(guān)系，并且彌散分布于基體中，起到了析