固溶-时效过程中微量Er和Zr添加对6082铝合金力学性能的影响
2024-03-13杜明星冷金凤李展志殷玉虎
杜明星, 冷金凤, 李展志, 殷玉虎
(1.济南大学材料科学与工程学院,济南 250022; 2.南京工业大学先进轻质高性能材料研究中心, 南京 211816;3.鼎镁新材料科技股份有限公司,江苏 昆山 215300)
6系铝合金作为一种常用的变形铝合金,具有高强度和良好可加工性,已成为汽车工业使用的主要铝合金材料之一[1-4]。为了满足汽车整体轻量化的要求,迫切需要开发一种具有更高强度和优良成形性能的6系铝合金。
文献[5-7]研究表明,添加稀土Er可以有效地改善铝合金微观组织和力学性能,使其已成为6系铝合金强韧化的重要手段。对比添加不同Er含量(0、0.1%、0.2%、0.4%、0.6%)下的6系铝合金,发现随着Er含量增加,合金的抗拉强度和屈服强度均随之增加,但当Er含量大于0.4 %时,Al3Er相以第二相形式在晶界析出,降低了Er的强化作用[8-9]。时效过程中,Er元素促进G.P区形核长大并向β″-Mg2Si相过渡[10],Er含量为0.1 %时,6063铝合金电导率达到最大值,净化熔体与外来质点增加的相互作用使6063铝合金电导率呈现规律性变化[11]。
近年来,为进一步控制添加Er元素的成本问题,人们提出复合添加Zr和Er元素来减少稀土元素的添加量[12-13]。研究发现,复合添加Er和Zr元素(0.3Er+0.15Zr (%))的6061铝合金相比于添加单一元素(0.2Zr和0.3Er (%))的6061铝合金成形性能更好,力学性能提高最为显著[13]。Er和Zr的复合添加在形成Al3(Er,Zr)相[14-15]的同时,也促进β″-Mg2Si相的析出,缩短了时效时间,直接影响热处理后合金的力学性能[12]。
目前,添加微量Er和Zr对6系合金微观组织和力学性能影响的研究较少,对固溶时效过程中作用机理的研究尚不充分。……
