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到目前为止,在所有已发现的微量元素中,Sc对铝合金微观组织及力学性能的改善最有效。本文作者在实验室条件下制备了四种含Sc7050铝合金铸锭,经均匀化退火后挤压成直径为46mm的棒材,研究了Sc对7050合金的微观组织和力学性能的影响以及含Sc7050合金的热处理工艺。主要研究内容及结果如下: 1.研究了Sc对7050合金铸态组织的影响。结果表明:不含Sc7050合金的铸态组织为粗大的树枝晶。向7050合金熔体中添加微量Sc,在熔体的结晶过程中可形成Al3Sc和Al3(Sc,Zr)粒子,从而使合金晶粒转化为等轴晶,并且合金晶粒得到了明显明细,消除了枝晶偏析。在Sc含量为0.47%时,细化效果最佳,平均晶粒尺寸约为40μm。 2.研究了Sc对7050合金再结晶温度的影响。结果表明:不含Sc7050合金的再结晶温度为440℃,而含Sc7050合金的再结晶温度可达480℃。因而向7050合金中添加微量Sc可显著提高7050合金的再结晶温度。 3.对比研究了单级固溶处理对含Sc7050合金力学性能的影响。结果表明:在固溶温度一定时,合金的硬度、抗拉强度、屈服强度以及延伸率随Sc含量的增加而逐渐升高,且在Sc含量为0.26%时达到峰值,继续增加Sc含量,合金的力学性能反而下降;对于Sc含量一定的7050合金样品,其硬度、抗拉强度、屈服强度和延伸率随固溶温度的升高而上升,并在固溶温度为470℃时达到峰值。因此,在Sc含量为0.26%、固溶温度为470℃时,含Sc7050合金具有最佳的综合力学性能。 4.在一定的固溶和时效温度条件下,研究了时效时间对含Sc7050合金硬度及拉伸性能的影响。结果表明:随着时效时间的延长,含Sc7050合金的硬度、抗拉强度和屈服强度均迅速升高,当时效时间为24h时,合金的强度达到峰值,继续延长时效时间,合金的硬度、抗拉强度和屈服强度则有所下降。在整个时效过程中,合金的延伸率随时效时间的延长逐渐下降,但总体变化不大。 5.研究了双级固溶对含Sc7050合金力学性能的影响。结果表明:470℃×40min+490℃×30min(双级固溶)+120℃×24h(时效处理)可使含Sc7050合金获得最佳的力学性能。 6.对含Sc7050合金的耐腐蚀性能进行了研究。结果表明:合金样品的耐腐蚀性能随Sc含量增加而逐渐增强,当Sc含量为0.26%时,合金样品具有最佳的抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能,但过高的Sc含量反而降低合金的耐腐蚀性能。