铸态Al-Er-Zr合金弥散强化规律的研究

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本文研究了铸态Al-Er-Zr合金的弥散强化规律。同时,也对Zr含量对铸态Al-Er-Zr合金弥散强化规律的影响做了初步的探讨。  采用显微硬度测试对Al-0.3Er、Al-0.4Zr和Al-0.3Er-0.4Zr合金的时效强化过程进行了研究,结果表明Al-0.3Er-0.4Zr合金的弥散强化效果最显著。铸态Al-0.3Er-0.4Zr合金分别在等时时效到450℃和375℃等温时效130小时达到硬度峰值。对铸态Al-0.3Er、Al-0.4Zr和Al-0.3Er-0.4Zr合金峰值时效和过时效状态下,二次相的析出形貌、尺寸及分布等特征进行TEM观察,结果表明,Al-Er-Zr合金析出相的分布特征与Al-Zr相似,说明Er的加入并没有改变Zr原子的偏聚状态。Zr加入Al-Er合金后,使时效强化保持更长时间,抑制了Er元素在低温时的析出过程,同时提高了二次相的析出数量。  对不同Zr含量的铸态Al-Er-Zr合金的时效过程进行了分析,并对其450℃及550℃等时时时效状态下的二次相析出特征进行了观察。含Zr量对Al-Er-Zr合金的二次析相特征及弥散强化规律有影响显著。在Er含量为0.3%时,Zr的最优添加量为0.4%,对应合金的弥散强化效果最佳。Al-0.3Er-0.4Zr合金等时时效峰值时出现了密度极大直径3nm以下的细小二次相。铸态Al-Er-Zr合金时效后二次析出相均为核壳结构Ll2型Al3(Er1-xZrx)三元复合相,Al-Er-Zr合金过时效时,二次相的粗化过程主要受Zr元素在铝合金中的扩散过程制约,Al3(Er1-xZrx)相有较好的热稳定性。二次相的分布特征与Er、Zr元素的偏聚及初生相的析出情况有关。铸态Al-Er-Zr合金初生相是含Er或Zr的析出相,没有三元析出相存在。铸态Al-Er-Zr合金中Zr含量超过0.4%,析出相主要以一次相析出,对时效强化的贡献不大。
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