新型Al-Zn-Mg-Cu-SC-Zr合金微觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的EBSD研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金（后簡(jiǎn)稱(chēng)鋁合金）具有優(yōu)異的比強(qiáng)度、可加工性、耐腐蝕性以及熱焊接性等等，因此廣泛應(yīng)用于汽車(chē)和航空航天等領(lǐng)域。在鋁合金中添加稀土元素Sc之后，可以明顯起到細(xì)化晶粒、抑制再結(jié)晶和提高強(qiáng)度的作用，但由于Sc價(jià)格昂貴，限制了其在鋁合金中的廣泛應(yīng)用。同時(shí)，價(jià)格相對(duì)低廉的Zr元素也具有細(xì)化晶粒和增加強(qiáng)度的效果，因此可用Zr替代部分Sc來(lái)獲得成本較低、性能較高的鋁合金。當(dāng)Sc+Zr的添加量及Sc與Zr比例不同時(shí)，所得合金的

2、微觀結(jié)構(gòu)及宏觀力學(xué)性能會(huì)有較大差異。
　　本論文設(shè)計(jì)了不同成分配比的新型鋁合金，通過(guò)對(duì)軋制態(tài)、固溶態(tài)以及時(shí)效態(tài)的鋁合金進(jìn)行形貌分析及性能測(cè)試，研究了不同Sc+Zr添加量及Sc/Zr比對(duì)鋁合金微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的影響，并在此基礎(chǔ)上討論了Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金的強(qiáng)化機(jī)制。電子背散射衍射(EBSD)技術(shù)的應(yīng)用能反映出合金不同相的取向信息，為深化了解合金的再結(jié)晶行為、力學(xué)性能及強(qiáng)化機(jī)理提供一種先進(jìn)的表征方法。EBSD分析技

3、術(shù)在測(cè)定晶體取向、顯微織構(gòu)及統(tǒng)計(jì)晶界結(jié)構(gòu)參數(shù)等方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。眾所周知，大部分材料都為多晶體結(jié)構(gòu)，而多晶體的優(yōu)異性能取決于晶粒的性質(zhì)、晶粒尺寸、相鄰晶粒間的取向以及界面結(jié)構(gòu)。本論文主要采用了EBSD技術(shù)對(duì)新型鋁合金的微觀組織進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)合金軋面上取向數(shù)據(jù)的獲取，來(lái)分析軋制過(guò)程中合金微觀結(jié)構(gòu)的變化，結(jié)合合金的拉伸強(qiáng)度及屈服強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，更好解釋合金的強(qiáng)化機(jī)理。
　　研究結(jié)果表明，復(fù)合添加Sc和Zr對(duì)抑制合金的再結(jié)晶及提高強(qiáng)

4、度有明顯的效果。隨著Sc和Zr總添加量增大(0～0.6％)，抑制再結(jié)晶效果越來(lái)越明顯，且合金強(qiáng)度也逐漸增加。添加0.2Sc和0.4Zr(wt.％)的Al-Zn-Mg-Cu合金經(jīng)過(guò)120℃/24h時(shí)效熱處理后，獲得最大的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度值，分別為668MPa和628MPa。沉淀強(qiáng)化主要是由于時(shí)效過(guò)程中形成了GP區(qū)、η'相和共格Al3(Sc，Zr)二次粒子所致。細(xì)晶強(qiáng)化、亞晶界強(qiáng)化和沉淀強(qiáng)化為Al-Zn-Mg-Sc-Zr鋁合金的主要強(qiáng)化機(jī)