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Zn、Ag对Al-Mg合金力学性能和腐蚀性能的影响

2022-06-08李姗珊张海涛王嘉琪李宝绵崔建忠

轻合金加工技术 2022年3期
关键词:力学性能

李姗珊,朱 凯,张海涛,郭 成,董 鑫,王嘉琪,李宝绵,崔建忠

(1.东北大学 材料电磁过程研究教育部重点实验室,辽宁 沈阳 110004;2.山东魏桥轻量化材料有限公司,山东 滨州 256600;3. 燕山大学 机械工程学院,河北 秦皇岛 066004)

5×××系铝合金由于其密度小,塑性及耐蚀性能好而被广泛应用于船舶及汽车构件上[1]。传统的5×××系铝合金在时效过程中析出β′相,由于β′相与基体不共格,因此该合金不能产生时效强化[2]。通常,5×××系铝合金强度的提高主要依赖于Mg元素的固溶强化以及加工硬化[3]。研究者通过加入大量的Mg元素以提高合金的强度,但当w(Mg)>3.5%时,富Mg相(Al3Mg2相)易沿晶界连续析出[4],由于β相的自腐蚀电位约为-1.085 V,相对铝基体(-0.85 V)为阳极区,导致合金极易发生晶间腐蚀(IGC)与应力腐蚀(SCC)[5]。因此,如何在保持5×××系铝合金优良耐蚀性的同时提高合金的强度,仍是目前需解决的问题。为了提升5×××系铝合金的综合性能,学者们通过添加其他元素来提高合金的性能,研究表明Zn元素的添加能够提高合金的强度[6-7],Zn的加入能够有效地改善合金晶粒内相的成分(由β相转变为Mg32(Al,Zn)49相)及其析出状态,析出相从沿晶界的析出过渡到均匀析出,并且Mg32(Al,Zn)49相作为非相干立方结构[8],能够有效地提高合金的峰值强度。而且,Mg32(Al,Zn)49相在晶界析出,破坏β相在晶界分布的连续性,减小晶界析出物(GBPs)与基体之间的腐蚀电位差,提高合金的耐蚀性。但Mg32(Al,Zn)49相易粗化,时效强化能力较弱。C.Guo[9-10]等人通过在Al-Mg合金加入Ag,研究表明,Ag能促进空位与原子的相互作用,在峰值阶段析出Mg-Ag亚稳相及Mg32(Al,Ag)49相,这种不同取向的多尺度共存相结构会阻碍塑性变形过程中位错的运动,有效地提高合金的强度。本……

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