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稀土钇对铸造Al-Cu-Mg-Ag合金组织和力学性能的影响

2021-08-23梅自强刘志义宁国栋袁豪杰

轻合金加工技术 2021年5期

梅自强,刘志义,柏 松,王 建,曹 靖,宁国栋,袁豪杰

(1.中南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙 410083;2.北京机电工程研究所,北京 100083)

铸造Al-Cu-Mg-Ag合金具有较高的室温和高温力学性能以及良好的切削加工性能,在航空航天领域应用较广,主要用于承受大载荷的结构件和耐热零件[1]。为了提高合金的铸造性能,Al-Cu系铸造铝合金一般采用较高的铜含量,因而在合金中形成大量的Al2Cu过剩相,严重割裂了基体,导致合金的室温塑性普遍较低,如T5态的ZL206铝合金室温断后伸长率仅为2%,极大地限制了该类合金的广泛应用。

近些年来,为了进一步开发铸造Al-Cu-Mg-Ag合金、提升合金综合性能,稀土微合金化成为一种新选择[2]。稀土钇(Y)可以使Al-Cu合金产生富钇第二相,有助于稳定和细化组织,从而改善合金拉伸性能[3-4],而目前还未见到稀土钇对铸造Al-Cu-Mg-Ag合金组织和性能影响研究的报道。本试验研究了铸造Al-Cu-Mg-Ag合金中稀土钇的微合金化行为,通过室温拉伸试验、金相组织分析、扫描电子显微镜及透射电子显微镜观察等方法,揭示了该合金微观组织与力学性能之间的联系,探索出一条改善铸造Al-Cu-Mg-Ag合金室温塑性的新途径。

1 试验材料及方法

试验材料为两种高Cu的铸造Al-Cu-Mg-Ag合金,一种不添加稀土钇,另一种添加w(Y)=0.3%,其代号为0Y和3Y。它们的名义化学成分如表1所示。

表1 试验用Al-Cu-Mg-Ag合金的名义化学成分(质量分数/%)Table 1 Nominal compositions of Al-Cu-Mg-Ag alloys for test(wt/%)

合金熔炼后,将730 ℃左右的金属液浇注到铁模中得到铸锭。铸锭一部分被加工成直径10 mm的标准棒状拉伸试样,用于室温拉伸力学性能测试;……

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