Zr元素对Al-Zn-Mg合金微观组织和力学性能的影响

采用工程化半连续铸造制备Al-Zn-Mg铝合金铸锭并挤压,借助Gleeble热拉伸、常温拉伸实验以及金相电镜、扫描电镜、透射电镜研究了不同Zr含量对含微量Ti的Al-Zn-Mg合金微观组织与力学性能的影响。结果表明,Zr元素显著细化该铸锭晶粒,改善铸锭径向晶粒尺寸不均匀性,抑制挤压组织再结晶;Zr元素还能提高材料的高温强度,但随着温度升高,提高效果减弱。Zr含量为0.157%时,形成了粗大的初生相Al3(Zr,Ti)相,该粗大第二相对合金性能产生了不利影响;Zr含量为0.196%时,Zr聚集现象更明显,形成了数量更多的粗大Al3Zr相。

Mg含量对Al-Zn-Mg铝合金组织及性能的影响

通过改变镁的含量,设计了4种不同成分的Al-6.0Zn-xMg合金。采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、差式扫描量热分析仪(DSC)、硬度、导电率以及室温拉伸等分析测试方法,研究了Mg含量对Al-Zn-Mg合金铸态、均匀化态组织性能及T6态力学性能的影响。结果表明:4种铸态合金组织晶界附近存在大量共晶网状结构与链状第二相,主要为α(Al)+三元T(AlZnMg)相,合金中还存在少量的Al;(Zr, Ti)相和富铁相,提高Mg含量会使合金组织中的非平衡共晶相增加。合金均匀化处理后空冷,基体内有大量细小弥散的针状η(MgZn;)相析出,且随着Mg含量的提高,这种针状η(MgZn;)相的析出数量也逐渐增多。随着Mg含量增加,硬度逐渐增加,导电率逐渐下降,且均匀化态合金的硬度及导电率比铸态的高。4种T6态合金中Al-6.0Zn-2Mg合金的综合力学性能最佳。

时效处理对新型Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金显微组织及耐腐蚀性能的影响

通过晶间腐蚀试验(IGC)、剥落腐蚀试验(EXCO)及电化学腐蚀试验,结合光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及配套能谱分析仪(EDS)和透射电镜(TEM)等手段,研究Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金板材在120℃下时效不同时间后微观组织、腐蚀状态及耐腐蚀性能的变化。结果表明:新型Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金整体耐腐蚀性能较好,其晶间腐蚀和剥落腐蚀敏感性随着时效时间的增加明显降低,经电化学腐蚀试验所得极化曲线也表现出了相同的趋势。时效处理对合金耐蚀性的影响主要与晶界析出相η(MgZn_(2))和无沉淀析出带(PFZ)的变化有关。随着时效时间的增加,晶界析出相聚集粗化,且由连续析出转变成不连续析出,无沉淀析出带变宽,这些变化使得阳极腐蚀通道被切断,腐蚀不能连续进行,从而提高了合金的耐腐蚀性能。

相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位组织和性能的影响

采用全谱直读光谱仪、X射线衍射技术、拉伸试验测试方法和光学显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪观察方法,研究了相对挤压比对Al-Zn-Mg合金构件不同部位热处理前后微观组织和性能的影响。结果表明:挤压态和时效态构件中都存在Al_3(Zr,Ti)粒子。相对挤压比越大,Al_(3)(Zr,Ti)粒子含量越高,对热处理过程中再结晶抑制程度越强,热处理后构件仍保留大量的纤维组织,且MgZn_(2)相会在晶界处析出聚集;相对挤压比越大,热处理后构件平均晶粒尺寸增幅越低,屈服强度、抗拉强度和伸长率提升越大。