微量Er在高强Al-Zn-Mg-Cu合金中的存在形式及其“遗传效应”

采用铁模铸造制备Al-Zn-Mg-Cu及Al-Zn-Mg-Cu-0.15%Er两种合金铸锭。利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)、差热分析(DSC)、透射电镜(TEM)、X射线衍射分析(XRD)和室温拉伸等方法研究了Er元素在Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织、均匀化态组织、变形组织以及时效态组织中的存在形式、作用机理以及其对合金室温拉伸性能的影响。结果表明:微量Er元素对Al-Zn-Mg-Cu合金铸态组织有一定细化作用,但这种作用较为有限。Er在合金中主要以三元Al8Cu4Er相的形式存在,该相在合金凝固过程中形成并偏聚在晶界附近,常出现在共晶网状结构之间。此外,还有少量的Er生成了细小Al3Er粒子。Al8Cu4Er相熔点约为573.8°C,为难溶硬脆第二相,在合金变形过程中易破碎从而会导致裂纹萌生或成为粒子诱发再结晶形核的核心,最终会对合金的综合力学性能产生不利的影响。

自然时效对7A99铝合金后续人工时效行为的影响

采用扫描电镜、透射电镜、维氏硬度计、拉伸试验机、差示扫描量热仪等研究了7A99合金在室温自然时效不同时间及后续人工时效处理后的显微组织和力学性能。结果表明:自然时效对7A99铝合金硬化率影响较大,自然时效时间在0~96 h时,合金的时效硬化率较快,之后随自然时效时间的延长提升缓慢。淬火态、自然时效96 h和自然时效720 h的合金达到峰值硬度所需的时间分别是10、30和22 h。合金经不同时间自然时效后进行120℃×24 h人工时效,发现自然时效96 h后合金的强度存在明显下降,之后随着自然时效时间的延长强度开始回升。DSC分析计算出合金η′相的形成激活能在淬火态、自然时效96 h和自然时效720 h分别为106.3、120.2和114.4 kJ/mol。