铸态Al-Mg-Sc-Zr合金退火过程中的硬化行为

doi:10.3724/SP.J.1037.2010.00645

金属学报

2011, Vol. 47

Issue (3): 311-316 DOI: 10.3724/SP.J.1037.2010.00645

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铸态Al-Mg-Sc-Zr合金退火过程中的硬化行为

杜刚,杨文,闫德胜,戎利建

中国科学院金属研究所, 沈阳 110016

HARDENING BEHAVIOR OF THE AS–CAST Al–Mg–Sc–Zr ALLOY

DU Gang, YANG Wen, YAN Desheng, RONG Lijian

Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences, Shenyang 110016

引用本文:

杜刚杨文闫德胜戎利建. 铸态Al-Mg-Sc-Zr合金退火过程中的硬化行为[J]. 金属学报, 2011, 47(3): 311-316.
, , , . HARDENING BEHAVIOR OF THE AS–CAST Al–Mg–Sc–Zr ALLOY[J]. Acta Metall Sin, 2011, 47(3): 311-316.

全文: PDF(2040 KB)

摘要: 采用透射电镜、电子探针、拉伸和硬度测试等方法对铸态Al-6Mg-0.2Sc-0.15Zr(质量分数, %)合金在等温退火过程中的硬化行为进行了研究. 结果表明, 退火过程中Mg分布的变化对合金强度影响不大,细小、弥散的Al₃(Sc, Zr)沉淀相的析出产生了显著的沉淀强化作用.合金在300 ℃下退火, Al₃(Sc, Zr)沉淀相粗化速率较慢,经过24 h处理后其直径为5 nm, 合金屈服强度相对退火前提高约90 MPa;随着退火温度的升高, Al₃(Sc, Zr)相在退火过程中发生不同程度的粗化.450 ℃/24 h处理后沉淀相直径增大至约30 nm, Al₃(Sc, Zr)相引起的沉淀强化作用下降至30 MPa. 铸态Al-6Mg-0.2Sc-0.15Zr合金经过 300 ℃/3 h退火处理后可获得最大的沉淀强化效果.

关键词 ： Al-Mg-Sc-Zr合金, 退火, 沉淀强化, 显微组织

Abstract：Addition of minor Sc and Zr to the Al–Mg alloys can effectively improve the recrystallization temperature and strength of the alloys due to the formation of L12 structured Al₃(Sc, Zr) precipitates. To optimize the mechanical properties of the Al–Mg–Sc–Zr alloys, it is important to understand the precipitation behavior of the Al₃(Sc, Zr) precipitates and the corresponding strengthening effect during the annealing of Al–Mg–Sc–Zr alloys. In this work, isothermal annealing at the temperatures between 250 and 450 ℃ was conducted to study the precipitation behavior of Al₃(Sc, Zr) particles in the as–cast Al–6Mg–0.2Sc–0.15Zr alloy (mass fraction, %). The results show that dramatic precipitation hardening occurred with the formation of the coherent Al₃(Sc, Zr) precipitates during the annealing. Precipitation rocess of the Al₃(Sc, Zr) accelerates with the increase of the annealing temperature. After the sample was annealed at 300 ℃ for 24 h, the Al₃(Sc, Zr) particles were in a size of 5 nm ad the yield strength of the as–cast alloy can be increased by 90 MPa. Severe coarsening of Al₃(Sc, Zr) occurred when the annealing temperature is bove 400 ℃. After annealed at 450 ℃ for 24 h, average particle size of Al₃(Sc, Zr) particles was found increase to 30 nm, wth the corresponding precipitation strengthening effect to be about 30 MPa.

Key words： Al-Mg-Sc-Zr alloy annealing precipitation strengthening microstructure

收稿日期: 2010-12-01

作者简介: 杜刚, 男, 1981年生, 博士生

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