Al-Mg-Si-Cu合金強(qiáng)化工藝及耐腐蝕性能的研究.pdf

1、Al-Mg-Si-Cu合金不僅具有低密度而且擁有比強(qiáng)度較高、塑性好等特點(diǎn),另外還具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能以及導(dǎo)熱性能的特點(diǎn),然而由于Cu的添加雖然能提高合金的強(qiáng)度,但其耐晶間腐蝕性會(huì)顯著降低。如何保證合金同時(shí)具有較高強(qiáng)度及較好的耐蝕性能一直是該合金開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中的較大難題。本研究采用顯微組織觀察、電子顯微鏡掃描、能譜分析、拉伸性能測(cè)試及電化學(xué)極化曲線測(cè)定等測(cè)試手段研究不同Cu含量及固溶方式對(duì)Al-Mg-Si-Cu合金微觀組織、力學(xué)性能及耐蝕性能

2、的影響,并對(duì)其對(duì)合金的強(qiáng)化機(jī)理及耐蝕機(jī)理進(jìn)行了探討,得出以下一些主要結(jié)論:
　　1)不同Cu含量的Al-Mg-Si-Cu合金鑄態(tài)組織均存在比較明顯的成分偏析現(xiàn)象,其中含Cu越多偏析程度越嚴(yán)重;鑄態(tài)的合金硬度隨Cu含量的增大總體呈上升的趨勢(shì);合金經(jīng)過(guò)570℃×10h的均勻化處理,晶邊界呈細(xì)線狀,有效地消除晶內(nèi)偏析和內(nèi)應(yīng)力,從而提高了合金的塑性變形性能。
　　2)合金在不同溫度固溶處理,基體內(nèi)的第二相都會(huì)隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而減少

3、,提高固溶溫度,固溶所需要的時(shí)間就相對(duì)縮短;合金經(jīng)過(guò)540℃×4h固溶處理后,合金再結(jié)晶完全,晶內(nèi)的第二相大部分已溶解,且沒(méi)有發(fā)現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大的現(xiàn)象。
　　3)合金經(jīng)固溶再單級(jí)時(shí)效,隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),其硬度是逐漸增大的;當(dāng)Al-Mg-Si-1.5Cu合金經(jīng)180℃×6h時(shí)效后,此時(shí)晶粒沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯長(zhǎng)大現(xiàn)象,其第二相的尺寸偏差較小、分布形態(tài)較均勻,合金的抗拉強(qiáng)度和硬度分別為349.9MPa和105.84HB;而160℃×6h+200℃

4、×2h雙級(jí)時(shí)效由于預(yù)時(shí)效析出的第二相具有一定的尺寸優(yōu)勢(shì)而易吸附周?chē)娜苜|(zhì)原子而使得后續(xù)時(shí)效時(shí)發(fā)生尺寸變大,從而導(dǎo)致合金硬度、抗拉強(qiáng)度及延伸率會(huì)有下降的趨勢(shì)。
　　4)采用逐步提高固溶溫度的強(qiáng)化固溶可有效提高合金的過(guò)飽和度,大為促進(jìn)隨后時(shí)效第二相的彌散析出。經(jīng)強(qiáng)化固溶單級(jí)時(shí)效處理的合金,其抗拉強(qiáng)度可達(dá)395.9MPa,比常規(guī)固溶時(shí)效態(tài)提高近13.0％;而經(jīng)雙級(jí)固溶后合金由于長(zhǎng)時(shí)間高溫作用會(huì)導(dǎo)致基體晶粒存在不同程度的粗化,使得合金單級(jí)

5、時(shí)效后抗拉強(qiáng)度和硬度均有所降低,即分別為280.3Mpa和78.8HB;且特殊固溶方式對(duì)高含Cu量的Al-Mg-Si-Cu合金的強(qiáng)化作用比對(duì)低含Cu量合金的強(qiáng)化效果更顯著。
　　5)在相同的腐蝕條件下,經(jīng)不同固溶單級(jí)時(shí)效工藝處理的Al-Mg-Si-1.5Cu合金,常規(guī)固溶后的合金晶間腐蝕最嚴(yán)重,相對(duì)晶間腐蝕敏感性最低的高溫預(yù)析出的晶間腐蝕深度約大91.9μm;經(jīng)過(guò)雙級(jí)時(shí)效后的合金,強(qiáng)化固溶后的合金晶間腐蝕最嚴(yán)重,相對(duì)晶間腐蝕敏感性

6、最低的高溫預(yù)析出的晶間腐蝕深度約大149.0μm;單級(jí)/雙級(jí)時(shí)效后晶間腐蝕敏感性由大至小的順序分別為:常規(guī)固溶>強(qiáng)化固溶>雙級(jí)固溶>高溫預(yù)析出,強(qiáng)化固溶>雙級(jí)固溶>常規(guī)固溶>高溫預(yù)析出。
　　6)在常規(guī)固溶單級(jí)時(shí)效后的合金隨著含Cu量的增加,自腐蝕電位Ecorr有負(fù)移的趨勢(shì),鈍化區(qū)變短,腐蝕電流密度Icorr有增大的趨勢(shì),合金含Cu量越高,其腐蝕敏感性越高;相同含Cu量的合金經(jīng)過(guò)單級(jí)時(shí)效的自腐蝕電位Ecorr比雙級(jí)時(shí)效后的自腐蝕電