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Al-Zn-Mg-Cu系合金是可热处理强化的合金,经过适当的热处理后会具有较高的强度、硬度以及良好的韧性、加工性能和焊接性能。此外,Al-Zn-Mg-Cu系合金由于其质量轻,轻量化效果显著,已经开始逐渐替代钢材成为主要的结构材料用于航空航天和交通运输等领域。迄今为止,在提高Al-Zn-Mg-Cu系合金强度、硬度、韧性方面以及改善合金的抗腐蚀性能方面,稀土元素Sc和Zr已被证明是最为有效的微合金化元素。本文主要研究了稀土元素Sc对Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr合金的显微组织、拉伸性能以及低周疲劳性能的影响规律,以期为此种合金的实际工程应用提供可靠的依据。显微组织观察结果表明:添加0.2%Sc元素后,可明显细化铸态、轧制态以及固溶+时效(T6)热处理后的Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr合金的晶粒。除此之外,在Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金晶内可观察到大量的η’(MgZn2)相以及弥散析出的Al3(Zr,Sc)相,在晶界处可观察到断续分布的析出相以及在晶界附近形成的无析出带。拉伸试验结果表明:添加0.2%Sc元素后,可提高Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr合金的抗拉强度、屈服强度和断裂伸长率。在1022h的时效时间内,Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金的抗拉强度和屈服强度均表现出先上升后下降的趋势,并在16h时达到峰值,而Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金的断裂伸长率随着时效时间的延长,表现出先下降后上升的趋势。室温拉伸断口分析结果表明:欠时效和过时效状态的Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金的拉伸断裂方式均为以韧性断裂为主的韧脆混合断裂。峰时效态Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr合金的拉伸断裂方式以脆性断裂为主,而峰时效态Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr-0.2Sc合金的拉伸断裂方式以韧性断裂为主。低周疲劳实验结果表明:峰时效态的Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金在外加总应变幅为0.4%0.8%的加载下均表现为循环稳定;峰时效态的Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金的塑性应变幅、弹性应变幅与载荷反向周次分别满足Coffin-Manson公式和Basquin公式。疲劳断口观察结果表明:峰时效态的Al-6.5Zn-2.3Mg-2.0Cu-0.2Ce-0.1Zr(-0.2Sc)合金的疲劳裂纹均萌生于疲劳试样表面,并且以穿晶方式进行扩展。