利用DSC、TEM、拉伸實(shí)驗(yàn)以及硬度測(cè)試等方法系統(tǒng)研究了時(shí)效路徑對(duì)高M(jìn)g/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(shí)效態(tài)合金在非等溫時(shí)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(shí)效過程中表現(xiàn)出不同的時(shí)效硬化和組織演化行為,其中固溶淬火態(tài)合金時(shí)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(qiáng)度基本相同;但經(jīng)預(yù)時(shí)效處理的合金,峰時(shí)效態(tài)延伸率和應(yīng)變硬化速率以及過時(shí)效階段硬度降低速率均較高。與此同時(shí),預(yù)時(shí)效態(tài)合金還可析出大量復(fù)合溶質(zhì)原子團(tuán)簇,雖然在高溫等溫時(shí)效時(shí)會(huì)進(jìn)一步長(zhǎng)大,但使得欠時(shí)效、峰時(shí)效和過時(shí)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(shí)效的不同狀態(tài)合金卻無(wú)此特征。時(shí)效路徑并未改變合金沉淀析出序列,但對(duì)沉淀相形核、長(zhǎng)大速率影響顯著,據(jù)此提出了時(shí)效路徑對(duì)沉淀相形核和長(zhǎng)大過程影響的模型示意圖。 

【文章來(lái)源】：金屬學(xué)報(bào). 2020,56(07)北大核心

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

屬學(xué)報(bào)56卷金活能較低。相比之下，如果固溶淬火態(tài)或預(yù)時(shí)效態(tài)合金直接進(jìn)行等溫時(shí)效，其會(huì)表現(xiàn)出完全不同的析出行為。圖7給出了時(shí)效路徑對(duì)沉淀相形核和長(zhǎng)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(shí)時(shí)效后會(huì)在合金基體內(nèi)析出大量溶質(zhì)原子團(tuán)簇(圖7b)，隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，其會(huì)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(duì)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(tuán)簇具有較高的穩(wěn)定性，很容易轉(zhuǎn)化為β″相。同時(shí)由于形核率較高，峰時(shí)效態(tài)對(duì)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(shí)效處理后的合金在185℃時(shí)效20min后基體內(nèi)不僅點(diǎn)狀沉淀數(shù)量密度低于固溶淬火時(shí)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(shí)效處理溫度較低，沉淀相形核率較低所致(圖7d)。雖然預(yù)時(shí)效可形成穩(wěn)定的Mg-Si-Cu-Zn復(fù)合溶質(zhì)原子團(tuán)簇[1,5,20]，但是沉淀形核率偏低，進(jìn)一步185℃高溫時(shí)效時(shí)必然會(huì)發(fā)生已形核沉淀相繼續(xù)長(zhǎng)大，同時(shí)也會(huì)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(huì)小于最早析出的沉淀相，所以最終經(jīng)預(yù)時(shí)效處理后的合金欠時(shí)效態(tài)基體內(nèi)會(huì)分布有2種尺度的點(diǎn)狀沉淀相(圖4b和圖7e)。隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，合金峰時(shí)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(jìn)入過時(shí)效階段仍然存在，導(dǎo)致沉淀相長(zhǎng)大粗化速率會(huì)隨時(shí)效路徑的變?

【參考文獻(xiàn)】：
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(shí)效析出行為研究[J]. 李勇,郭明星,姜寧,張?jiān)S凱,張艷,莊林忠,張濟(jì)山.  金屬學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]不同尺寸粒子對(duì)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(yáng),郭明星,汪小鋒,崔莉,張濟(jì)山,莊林忠.  金屬學(xué)報(bào). 2015(02)



本文編號(hào)：3050839