微合金元素Sc的添加对Al-Cu-Mg合金人工时效的影响
廖桂珍,魏波,潘帅,王双宝*
广西大学可再生能源材料协同创新中心,广西南宁,530004
*Email: nmshuangbaowang@126.com
Al-Cu-Mg合金是2xxx系列铝合金中不可缺少的一部分,由于其优良的性能在航空航天工业中得到了广泛的应用。航空工业的快速发展对材料的综合性能提出了更高的要求:耐热性高、强度高。然而,未经处理的Al-Cu-Mg合金普遍存在α-Al枝晶粗大和θ’-Al2Cu相不均匀,导致力学性能较差[]。Al-Cu-Mg合金由于形成强化析出物,可以通过热处理得到强化。研究人员试图在Al-Cu-Mg合金中添加各种合金元素,抑制θ’-Al2Cu相的生长,改变Al-Cu-Mg合金的时效硬化特性,以改善铝合金的力学性能[]。
图1(a)显示了Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mg-Sc这两种合金在180℃下的等温时效硬化曲线。如图1(a)所示,这两种合金都表现出两个硬化阶段。第一阶段硬化完成时间较短,Al-Cu-Mg-Sc合金的硬度在时效4小时达到峰值,而Al-Cu-Mg合金在时效16小时达到峰值。第二阶段硬化相对较慢,需要二十几小时后才能到达峰值硬度。且随着时效时间的增加,加Sc铝合金相对于未加Sc铝合金表现出较好的稳定性。
图a
图b
Fig. 1 a:Al-Cu-Mg and Al-Cu-Mg-Sc isothermal aging hardening curves of the two alloys at 180℃.
b:2xxx Application of aluminum alloy.
参考文献
[] Anthony De LucaDavid N. SeidmanDavid C. Dunand. Effects of Mo and Mn microadditions on strengthening and over-aging resistance of nanoprecipitation-strengthened Al-Zr-Sc-Er-Si alloys[J]. Acta Materialia2018165.
[] Martin VlachJakub ČížekBohumil SmolaOksana MelikhovaMarián VlčekVeronika KodetováHana KudrnováPetr Hruška. Heat treatment and age hardening of Al–Si–Mg–Mn commercial alloy with addition of Sc and Zr[J]. Materials Characterization2017129.