冷軋預(yù)變形對(duì)新型鋁鋰合金的時(shí)效析出與力學(xué)性能影響
發(fā)布時(shí)間:2021-06-05 05:06
采用大氣熔煉鑄造及熱變形方法制備了Al-4.5Cu-1Li-0.7Mg-1Zn-0.3Ag-0.3Mn-0.2Zr (質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)新型鋁鋰合金板材。通過(guò)維氏硬度、拉伸性能、掃描電鏡、透射電鏡等方法,研究了固溶后不同冷軋預(yù)變形量對(duì)顯微組織和力學(xué)性能影響。結(jié)果表明,時(shí)效前的冷軋預(yù)變形量有效促進(jìn)了新型鋁鋰基體合金中T1(Al2CuLi)相的析出與均勻分布,減少了θ’(Al2Cu)相的體積分?jǐn)?shù)。冷軋預(yù)變形量的增加,縮短了峰時(shí)效時(shí)間,晶界析出相由連續(xù)析出變?yōu)榉沁B續(xù)析出,無(wú)沉淀析出區(qū)寬度變小。當(dāng)冷軋預(yù)變形量為15%時(shí),時(shí)效態(tài)合金的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度分別達(dá)到了668 MPa和690 MPa,延伸率保持在7.9%。
【文章來(lái)源】:稀有金屬材料與工程. 2020,49(09)北大核心EISCICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
不同冷軋預(yù)變形量下沿<110>Al方向T1和θ"相的變化
圖2 不同冷軋預(yù)變形量下沿<110>Al方向T1和θ"相的變化為了確定冷軋預(yù)變形對(duì)時(shí)效態(tài)合金晶界析出影響,對(duì)預(yù)變形量分別為0%、5%及10%進(jìn)行了TEM觀察(圖4)。圖4a為預(yù)變形量為0%時(shí)晶界形貌,晶界產(chǎn)生連續(xù)析出,無(wú)沉淀析出帶(PFZ)較寬。而時(shí)效前進(jìn)行冷軋預(yù)變形后,時(shí)效態(tài)合金的晶界產(chǎn)生非連續(xù)析出,PFZ寬度較小。在預(yù)變形量為5%條件下,圖4b中晶界呈現(xiàn)出不連續(xù)和粗大的晶界析出物(GBPs)和較窄的PFZ。當(dāng)預(yù)變形量進(jìn)一步增加到10%時(shí),晶界主要以不連續(xù)析出相和少量粗大的沉淀為主,PFZ進(jìn)一步變窄(圖4c)。
由表1可知,隨著冷軋預(yù)變形量的增加,合金的伸長(zhǎng)率先增加后下降。為了研究塑性變化對(duì)斷口的影響,采用掃描電鏡對(duì)斷口形貌進(jìn)行了觀察(圖5)。比較圖5中5種狀態(tài)的斷口形貌,可以發(fā)現(xiàn)每種狀態(tài)的潛在機(jī)制存在明顯的差異。變形量為0%試樣的晶粒呈等軸狀,經(jīng)過(guò)預(yù)變形后的晶粒在拉伸后則以纖維狀或扁平狀為主。圖中橢圓標(biāo)示的顆粒經(jīng)EDS能譜分析其為富Cu(Fe,Mn)的第二相粒子,斷裂面的韌窩特征是由析出物周圍微孔隙的生長(zhǎng)和聚集形成的,這是典型的穿晶韌窩斷裂模式。對(duì)未進(jìn)行預(yù)變形的試樣觀察(圖5a),斷口表面局部存在少量的韌窩和較大的次生裂紋,呈現(xiàn)出典型孔洞聚集和粗化的韌性斷裂特征,在韌窩的底部可以看到細(xì)小的顆粒(圖中箭頭所示),但斷口主要呈現(xiàn)冰糖塊狀,在其表面存在許多小而淺的韌窩和光滑面,這是韌性-脆性沿晶斷裂與韌性斷裂的混合模式。圖5 不同冷軋預(yù)變形量下拉伸試樣的斷口形貌
本文編號(hào):3211497
【文章來(lái)源】:稀有金屬材料與工程. 2020,49(09)北大核心EISCICSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
不同冷軋預(yù)變形量下沿<110>Al方向T1和θ"相的變化
圖2 不同冷軋預(yù)變形量下沿<110>Al方向T1和θ"相的變化為了確定冷軋預(yù)變形對(duì)時(shí)效態(tài)合金晶界析出影響,對(duì)預(yù)變形量分別為0%、5%及10%進(jìn)行了TEM觀察(圖4)。圖4a為預(yù)變形量為0%時(shí)晶界形貌,晶界產(chǎn)生連續(xù)析出,無(wú)沉淀析出帶(PFZ)較寬。而時(shí)效前進(jìn)行冷軋預(yù)變形后,時(shí)效態(tài)合金的晶界產(chǎn)生非連續(xù)析出,PFZ寬度較小。在預(yù)變形量為5%條件下,圖4b中晶界呈現(xiàn)出不連續(xù)和粗大的晶界析出物(GBPs)和較窄的PFZ。當(dāng)預(yù)變形量進(jìn)一步增加到10%時(shí),晶界主要以不連續(xù)析出相和少量粗大的沉淀為主,PFZ進(jìn)一步變窄(圖4c)。
由表1可知,隨著冷軋預(yù)變形量的增加,合金的伸長(zhǎng)率先增加后下降。為了研究塑性變化對(duì)斷口的影響,采用掃描電鏡對(duì)斷口形貌進(jìn)行了觀察(圖5)。比較圖5中5種狀態(tài)的斷口形貌,可以發(fā)現(xiàn)每種狀態(tài)的潛在機(jī)制存在明顯的差異。變形量為0%試樣的晶粒呈等軸狀,經(jīng)過(guò)預(yù)變形后的晶粒在拉伸后則以纖維狀或扁平狀為主。圖中橢圓標(biāo)示的顆粒經(jīng)EDS能譜分析其為富Cu(Fe,Mn)的第二相粒子,斷裂面的韌窩特征是由析出物周圍微孔隙的生長(zhǎng)和聚集形成的,這是典型的穿晶韌窩斷裂模式。對(duì)未進(jìn)行預(yù)變形的試樣觀察(圖5a),斷口表面局部存在少量的韌窩和較大的次生裂紋,呈現(xiàn)出典型孔洞聚集和粗化的韌性斷裂特征,在韌窩的底部可以看到細(xì)小的顆粒(圖中箭頭所示),但斷口主要呈現(xiàn)冰糖塊狀,在其表面存在許多小而淺的韌窩和光滑面,這是韌性-脆性沿晶斷裂與韌性斷裂的混合模式。圖5 不同冷軋預(yù)變形量下拉伸試樣的斷口形貌
本文編號(hào):3211497
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