Ag和Er对Al-Mg-Si-Cu合金组织性能的影响

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Al-Mg-Si合金具有密度低、耐腐蚀、焊接性好,具有良好的综合机械性能使它倍受青睐。加入Cu能显著提高其强度,但由于存在晶间腐蚀等不利因素阻碍了Al-Mg-Si-Cu合金的应用。本文通过硬度、拉伸和电化学实验并采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析等手段研究了微量元素Ag和Er对Al-1.1Mg-0.8Si-0.7Cu-0.5Mn-0.02Ti合金的显微组织、时效行为及力学、电化学和晶间腐蚀性能的影响,并初步从理论上进行了分析和解释。研究结果表明:微量元素Ag对基体合金的铸态组织没有细化效果。当固溶处理温度为520℃时,所有实验合金均发生再结晶,但晶粒沿轧制方向拉长且晶界不平直;固溶处理温度为580℃时,所有实验合金均出现了过烧。添加Ag对实验合金的再结晶没有影响。含Ag合金的最佳固溶处理温度为540℃。随Ag含量增加,合金强度和延伸率均下降;Ag含量大于0.4wt.%时,合金的强度下降约70MPa,延伸率下降约4%。实验合金的最佳时效温度为180℃。当时效温度为140℃时,在本实验时间范围内,硬度一直在上升,没有观察到硬度峰值,且总体硬度较低;当时效温度为220℃时,达到峰值硬度的时间缩短,且峰值硬度低。添加Ag后,基体合金的自腐蚀电位先降低而后升高,在0.4wt.%Ag时达到最大值,而后在0.7wt.%Ag时又显著降低;所有实验,Ag含量均降低基体合金的腐蚀电流密度,含0.4wt.%Ag合金的腐蚀电流密度最低。晶间腐蚀实验进一步证明添加0.4wt.%Ag合金的晶间腐蚀敏感性最低,在欠时效态下,耐蚀性最好;而在峰时效和过时效状态下,耐蚀性恶化。稀土Er可细化铸态合金晶粒,其中加入0.4wt.%Er的细化结果最好;所有含Er实验合金的最佳固溶温度为540℃。添加Er降低基体合金的强度,尤其是添加0.4%Er,基体合金的强度降低最多。140℃时效时,合金处于欠时效状态,180℃时,所有实验合金都呈现了最大的时效硬化效应,220℃时,合金很快进入过时效状态。添加0.6wt.%Er后,合金的腐蚀电流密度最低。由晶间腐蚀实验结果可知,加入0.6wt.%Er后,合金晶间腐蚀倾向显著减小;在欠时效态,有轻微晶间腐蚀现象发生;而在峰时效、过时效状态几乎没有晶间腐蚀现象。
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