微合金化对铝合金高温析出相影响的研究进展*
2021-08-20王俊升薛程鹏陈东旭
航空制造技术 2021年15期
王 郁,王俊升,2,薛程鹏,王 硕,陈东旭,张 弛
(1.北京理工大学材料学院,北京 100081;2.北京理工大学前沿交叉科学研究院,北京 100081)
铝是地壳中储量最丰富的金属元素,约占地壳总质量的8%。由于铝具有低密度,高比强(刚)度、良好的塑性等诸多优点,被广泛应用于航空航天等领域。但由于纯铝强度相对较低,很难直接作为结构材料使用,因此经过合金化形成铝合金,有利于满足其使用性能要求[1–2]。多数铝合金材料虽然具有良好的强韧性、抗疲劳、耐腐蚀性能,但其高温强度较低,很大程度上限制了其在航空航天等领域的进一步应用。近年来,探究和设计新型高强度、耐高温铝合金已成为国内外铝行业研究热点和难点,得到了广泛的关注。热处理技术、合金化技术等可以改善铝合金的高温力学性能,其中,合金化是一种可以显著提高铝合金性能的有效手段,已经得到了学者们的普遍认可[3]。研究发现,过渡族金属和稀土金属元素对铝合金性能有较大的影响[4]。通过在铝合金中掺入一定量的过渡族金属和稀土元素可以获得铝基金属间化合物(形成新的弥散强化相),能有效促成晶粒细化并改善合金的组织结构,提高高温强度,是目前优化和改善铝合金强度和耐热性能的有效方法之一。
本文将介绍8 种微合金元素与铝形成的Al3X 析出相,着重介绍其结构、力学性能和对铝合金高温强化影响的国内外研究,并列出第一性原理计算出的晶体结构和热力学等参数来进行对比。……
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