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本论文研究了2197合金的组织结构和性能(力学性能、热稳定性和各向异性)之间的关系,并以2197合金为基准合金分别或同时添加微量Sc、Ag、Mg,研究了其对2197合金的机械性能和时效微观组织的影响。通过拉伸性能测试和透射电镜观察,主要结论如下: 1.2197合金在T8态(510℃/1h固溶+6%预变形+177℃/20h时效)下能获得最佳的强塑性配合:σb=474.1MPa,σ0.2=428.2Mpa,δ=9.2%。 2.2197合金在T6状态欠时效以δ′相强化为主,峰时效以少量δ′、θ′和T1相联合强化为主,虽然T1相的强化效果远远优于δ′、θ′相,但由于该合金不是主要以大量T1相强化为主,因而2197合金只具有中等强度。在T8状态,预变形使T1相大量析出,加快2197合金的时效速率,提高时效强度,使峰值提前。 3.铝锂合金中各向异性是由晶体学织构和各沉淀相(主要是T1相)共同作用的结果。T1相在4个{111}。惯习面上分布不均匀强烈地影响了各向异性。Al6Mn弥散质点使T1相较强烈地均匀形核而使各向异性水平降低;同时Al6Mn弥散质点本身在变形过程中发生均匀滑移,使合金的变形模式由局部滑移转变成均匀滑移,这使合金的组织分布更多地趋向一致性。 4.铝锂合金中Li含量偏高时会在固溶体中存在大量残留的Li。时效后残留在固溶体中的Li会使δ′、T1相在热暴露过程中进一步沉淀析出,同时也使已析出的δ′相、富Li晶界相粗化,并出现Li原子在晶界偏聚的现象,这些会导致合金强度上升、延伸率和断裂韧性降低。本实验中的2197合金较低的Li含量(1.3~1.7wt%)正是其具有较好热稳定性的原因。 5.Sc的添加没有明显改善2197合金T6状态、T8状态的强塑性,也未使该合金的性能下降;Sc的添加也不改变2197合金主要强化相的种类,但Sc的加入使合金中出现了初生和次生Al3Sc粒子,时效过程中δ′相依附其上析出与长大而形成