金属热处理

作者：郑元凯, 李龙飞, 金康, 李春明, 张文良, 梁君宁

单位：1.北京机电研究所有限公司, 北京 100083; ；2.北京机科国创轻量化科学研究院有限公司, 北京 100083; ；3.中机精密成形产业技术研究院(安徽)股份有限公司, 安徽 芜湖 241000; ；4.河北丰维机械制造有限公司, 河北 邢台 054500

关键词：Al-Cu-Mg-Sc合金,Cu含量,析出强化,力学性能

基金：先进成形技术与装备国家重点实验室开放课题(SKL2020006)

在重力铸造条件下制备了不同Cu含量(4%~6%,质量分数,下同)Al-Cu-Mg-Sc合金,采用500 ℃×4 h＋520 ℃×6 h的双级固溶,水冷后进行175 ℃×5 h时效。通过维氏硬度测试、室温拉伸性能测试试验、扫描电镜分析(SEM)等手段,研究了不同Cu含量对试验合金显微组织和力学性能的影响,进而优化Al-Cu-Mg-Sc铝合金成分。结果表明,经热处理后,随Cu含量从4.26%提高至5.58%,Al2Cu析出相含量持续提高,热处理后合金屈服强度从191 MPa提升至216 MPa,抗拉强度从323 MPa提升至355 MPa,伸长率维持在13%附近。然而,当Cu含量较高时(6.13%),微观组织中Al2Cu相体积分数较高,固溶后进入基体的Al2Cu相数目有限,有大量Al2Cu相残留在晶界处,经过时效处理后,合金的强化效果不能随Cu含量的增加而继续提升。因此整体上,随Cu含量提高,时效态高Cu含量合金的硬度和抗拉强度先增加随后趋于平稳,断后伸长率呈现先增加后降低的规律。Cu含量为5.58%的铸造Al-Cu-Mg-Sc铝合金时效后获得最佳综合性能,其硬度为117 HV,抗拉强度和屈服强度分别为355 MPa、216 MPa,断后伸长率为13.5%。

来源：2022年第5期

《金属热处理》期刊编辑部

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