喷射沉积过共晶AlSiCuMg合金的时效行为和力学性能

利用扫描电镜(SEM+EBSD)、透射电镜(TEM)、硬度测试以及室温拉伸实验研究了喷射沉积过共晶AlSiCuMg合金的时效组织演变规律及力学性能。结果表明:随时效时间的延长,喷射沉积AlSiCuMg合金的硬度先增加后降低;随着时效温度的升高,合金硬度达到峰值所需时间分别为24 h(170℃)、2 h(185℃)和0.5 h(200℃)。合金经185℃时效0.5 h后,在位错处可观察到非均匀析出的细小针状θ″相。在(185℃,2 h)峰时效状态下,析出相包含细针状θ″相和点状Q′相,同时存在粗针状θ′相。峰时效硬度约为91HRB,比挤压态提高了近72%。合金经185℃时效28 h后,θ′相体积分数明显增加。合金经185℃时效48 h后,析出相演变为粗大的板条状θ相和方块状Q相;过剩Si相开始析出,同时在与入射轴垂直的晶面上观察到包围Si相的粗大盘片状富Cu相。合金经185℃时效56 h后,θ相和Q相演变为粗大椭球状。合金的硬度下降至约80HRB。喷射沉积AlSiCuMg合金的时效析出惯序为:过饱和固溶体→GP区→θ″+Q′→θ′+Q′→θ+Si+Q′→θ+Si+Q。合金的峰值时效强化效应来自细小θ″和Q′相对位错的阻碍作用。(185℃,2 h)峰时效态抗拉强度可达447 MPa。

喷射成形过共晶AlSiCuMg合金的固溶行为

利用OM、XRD、SEM+EBSD、TEM、硬度测试以及相图计算研究了喷射成形Al25Si4Cu1Mg(质量分数,%)合金在固溶过程中的第二相和晶粒演变行为。结果表明:喷射成形过共晶AlSi合金的热挤压组织包含等轴状α-Al、微米级先共晶Si、非层片状共晶Si、共晶AlCuSiMg、共晶Al_(2)Cu相以及低体积分数的富Fe相。α-Al中还包含脱溶析出的微纳米和纳米级Al_(2)Cu相。Si相和α-Al的晶粒尺寸随固溶温度的升高而连续粗化。在475~495℃温度范围固溶时,脱溶相以及部分共晶Al_(2)Cu相随固溶温度的升高而回溶,残余Al_(2)Cu相向富Fe相聚集并粗化,AlCuSiMg相的体积分数和尺寸有所增加。515℃固溶时,第二相回溶程度继续提高,AlCuSiMg相的体积分数开始下降,但未见明显过烧现象。固溶温度超过515℃后,非平衡共晶相的熔化随温度的升高而加剧。过烧组织以晶界处的网状共晶和晶界宽化为主要特征。喷射成形Al25Si4Cu1Mg合金的硬度取决于溶质原子固溶度、残余第二相体积分数、α-Al晶粒尺寸、Si相尺寸以及非平衡共晶相熔化5个相互制约的因素。