论文部分内容阅读
ZL205A合金具有较高的强度、良好的塑性、韧性及抗腐蚀性能,广泛应用于航空、航天飞行器等承力结构件上。随着材料科学及航空工业的发展,对ZL205A合金的强韧性提出了更高要求。微合金化是一种能提高铸造铝合金性能的有效方法,在其中添加较少的微量元素可以进一步优化其力学性能。本文通过OM、SEM分析、TEM分析、硬度测试、拉伸性能测试及疲劳性能测试等方法,研究了Sc对砂型铸造和水冷金属型铸造条件下ZL205A组织和性能的影响。实验结果表明,砂型铸造条件下,随着Sc含量的增加,合金晶粒得到细化;当Sc含量大于0.1wt.%,合金中生成了AlCuSc相,AlCuSc相形貌分为棒状和团簇状;Sc含量为0.22wt.%的合金共晶组织主要成分为α-Al+Al2Cu+W(AlCuSc)相。在实验所添加的Sc元素含量内(0-0.22wt.%),随着Sc含量的增加,合金铸态屈服强度呈先增加后降低的趋势,Sc含量为0.14wt.%时,合金的屈服强度达到最高值118MPa;Sc含量为0.03wt.%时,合金的时效响应速率及峰时效硬度与ZL205A接近;Sc超过0.03wt.%,随着Sc的增加,时效响应速率及峰时效硬度下降;合金峰时效析出相的数量随Sc含量的增加而减少;Sc含量在0.1wt.%以内,合金T6态抗拉强度保持在450MPa以上,Sc含量超过0.1wt.%,随着Sc含量的增加,合金抗拉强度降低;Sc含量0.1wt.%时,合金疲劳性能最好。与砂型铸造相比,水冷金属型铸造显著的细化了晶粒,合金中峰时效析出相θ′相密度更大,尺寸更大;水冷金属型铸造显著提高合金的力学性能,砂型铸造时含0.1wt.%Sc的合金抗拉强度和延伸率分别为447.8MPa和2%,使用水冷金属型铸造方法,合金的抗拉强度和延伸率分别提升到474.6MPa和10.56%。