利用DSC、TEM、拉伸實驗以及硬度測試等方法系統(tǒng)研究了時效路徑對高Mg/Si比Al-Mg-Si-Cu-Zn合金沉淀析出行為的影響。結(jié)果表明,固溶淬火態(tài)和預(yù)時效態(tài)合金在非等溫時效過程中β″相的析出激活能分別為80.1和64.5 kJ/mol;在等溫時效過程中表現(xiàn)出不同的時效硬化和組織演化行為,其中固溶淬火態(tài)合金時效硬化速率較快,但最終2種路徑處理的合金峰值硬度和強度基本相同;但經(jīng)預(yù)時效處理的合金,峰時效態(tài)延伸率和應(yīng)變硬化速率以及過時效階段硬度降低速率均較高。與此同時,預(yù)時效態(tài)合金還可析出大量復(fù)合溶質(zhì)原子團簇,雖然在高溫等溫時效時會進一步長大,但使得欠時效、峰時效和過時效態(tài)合金的沉淀相尺寸呈多尺度特征,而固溶淬火后直接等溫時效的不同狀態(tài)合金卻無此特征。時效路徑并未改變合金沉淀析出序列,但對沉淀相形核、長大速率影響顯著,據(jù)此提出了時效路徑對沉淀相形核和長大過程影響的模型示意圖。 

【文章來源】：金屬學(xué)報. 2020,56(07)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

Al-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Zn合金固溶淬火態(tài)和預(yù)時效態(tài)的DSC曲線Fig.1DSCcurvesofAl-0.7Mg-0.5Si-0.2Cu-0.5Znal‐

屬學(xué)報56卷金活能較低。相比之下，如果固溶淬火態(tài)或預(yù)時效態(tài)合金直接進行等溫時效，其會表現(xiàn)出完全不同的析出行為。圖7給出了時效路徑對沉淀相形核和長大過程影響的模型示意圖。首先，由于固溶淬火態(tài)合金基體內(nèi)分布有大量的空位(圖7a)，短時時效后會在合金基體內(nèi)析出大量溶質(zhì)原子團簇(圖7b)，隨著時效時間的延長，其會逐漸轉(zhuǎn)化為GP區(qū)、β″相以及β′相等[23,24]，不過根據(jù)以往對含Zn的Al-Mg-Si-Cu合金相關(guān)研究[5,20]發(fā)現(xiàn)，這些相均含有溶質(zhì)元素Zn，而且由于多種元素間存在復(fù)雜的交互作用，所形成的溶質(zhì)原子團簇具有較高的穩(wěn)定性，很容易轉(zhuǎn)化為β″相。同時由于形核率較高，峰時效態(tài)對應(yīng)的β″相數(shù)量密度也較大，尺寸分布也較為均勻(圖7c)。相比而言，預(yù)時效處理后的合金在185℃時效20min后基體內(nèi)不僅點狀沉淀數(shù)量密度低于固溶淬火時效后的，而且尺寸分布呈雙模型分布特征(圖4b)。這主要由于預(yù)時效處理溫度較低，沉淀相形核率較低所致(圖7d)。雖然預(yù)時效可形成穩(wěn)定的Mg-Si-Cu-Zn復(fù)合溶質(zhì)原子團簇[1,5,20]，但是沉淀形核率偏低，進一步185℃高溫時效時必然會發(fā)生已形核沉淀相繼續(xù)長大，同時也會重新形核析出新的沉淀相，這些沉淀相由于形核較晚，其尺寸必然會小于最早析出的沉淀相，所以最終經(jīng)預(yù)時效處理后的合金欠時效態(tài)基體內(nèi)會分布有2種尺度的點狀沉淀相(圖4b和圖7e)。隨時效時間的延長，合金峰時效基體內(nèi)的析出相尺寸分布均呈典型的雙模型尺寸分布特征(圖5b、f和圖7f)，演化過程表現(xiàn)出遺傳特性。這一遺傳特性即使進入過時效階段仍然存在，導(dǎo)致沉淀相長大粗化速率會隨時效路徑的變?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]汽車用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn合金的制備及其時效析出行為研究[J]. 李勇,郭明星,姜寧,張許凱,張艷,莊林忠,張濟山.  金屬學(xué)報. 2016(02)
[2]不同尺寸粒子對Al-Mg-Si-Cu系合金組織、織構(gòu)和力學(xué)性能的影響[J]. 彭祥陽,郭明星,汪小鋒,崔莉,張濟山,莊林忠.  金屬學(xué)報. 2015(02)



本文編號：3050839