汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn合金的制备及其时效析出行为研究

金属学报, 2016, 52(2): 191-201. doi: 10.11900/0412.1961.2015.00334

汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn合金的制备及其时效析出行为研究

李勇 ^1, , 郭明星 ^2, , 姜宁 ^3, , 张许凯 ^4, , 张艳 ^5, , 庄林忠 ^6, , 张济山 ^7,

1.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

2.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

3.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

4.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

5.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

6.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

7.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

基金项目: Supported by National High Technology Research and Development Program of China (No.2013AA032403), National Natural Science Foundation of China (Nos.51571023 and 51301016), Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.FRF-TP-15-051A3), Constructed Project for Key Laboratory of Beijing (No.FRF-SD-B-005B) and Opening Project of State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials (No.2014-ZD05) 国家高技术研究发展计划项目2013AA032403,国家自然科学基金项目51571023和51301016,中央高校基本科研业务费项目FRF-TP-15-051A3,北京实验室建设项目FRF-SD-B-005B和新金属材料国家重点实验室开放课题项目2014-ZD05资助

关键词： Al-Mg-Si-Cu-Zn合金 , GP区 , β"相 , pre-β"相 , 析出动力学

PRECIPITATION BEHAVIORS AND PREPARATION OF AN ADVANCED Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-3.00Zn ALLOY FOR AUTOMOTIVE APPLICATION

Keywords： Al-Mg-Si-Cu-Zn alloy , GP zone , β" phase , pre-β" phase , precipitation kinetics

通过DSC,OM,SEM,TEM观察及拉伸测试等手段对新开发的汽车用新型Al-0.93Mg-0.78Si-0.20Cu-0.30Mn-0.40Fe-3.00Zn(质量分数,％)合金的时效析出行为进行了系统研究.结果表明,固溶淬火态合金的DSC曲线出现5个放热峰,分别对应GP区聚集长大及沉淀相析出,运用Avrami-Johnson-Mehl方法对合金时效析出动力学进行了计算分析,创建的沉淀相析出动力学方程Y=1-exp[-2.03×1019exp(-23573/T)t2]可以比较准确地预测合金时效析出规律.185℃人工时效90 min即可达到峰值硬度133 HV,对应的拉伸性能可达σ02=346 MPa,σb=383 MPa,δ=13％,拉伸断口仍以塑性断裂为主.虽然该合金含有一定量的Zn,但在185℃时效时仍以Mg-Si相的析出为主,峰时效态分布有结构稳定的β"相及其前驱体pre-β"相,后者的出现主要是由于Zn参与了沉淀相的析出所致.此外,根据合金时效过程的组织演化规律,提出了该新型合金沉淀相形核和析出模型示意图.

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