【摘 要】
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Al-Cu-Mg合金材质轻巧、机械强度高、成品率高,可大批量生产,被广泛用于食品包装,运输,建筑和航空航天等领域。汽车和航天业的迅猛发展,对铝合金的拉伸和屈服强度、耐疲劳和耐腐蚀等性能要求进一步提高。合金成分和加工过程会改变晶粒大小和形状、析出相等,对铝合金的力学性能和腐蚀性能等有着十分重要的影响。因此,本文在Al-Cu-Mg系铝合金的基础基础上,通过添加合金元素和优化热处理工艺,从而改善Al-C
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Al-Cu-Mg合金材质轻巧、机械强度高、成品率高,可大批量生产,被广泛用于食品包装,运输,建筑和航空航天等领域。汽车和航天业的迅猛发展,对铝合金的拉伸和屈服强度、耐疲劳和耐腐蚀等性能要求进一步提高。合金成分和加工过程会改变晶粒大小和形状、析出相等,对铝合金的力学性能和腐蚀性能等有着十分重要的影响。因此,本文在Al-Cu-Mg系铝合金的基础基础上,通过添加合金元素和优化热处理工艺,从而改善Al-Cu-Mg系铝合金的力学性能和腐蚀性能。本文选用Al-Cu-Mg系合金,通过固溶与时效处理,研究不同Mn、Zr和Zn添加量对合金组织、力学性能和耐蚀性的影响;当合金在峰值时效时,结合合金析出相的成分、晶间腐蚀、极化曲线和电化学阻抗谱结果,分析Al-Cu-Mg合金的微观组织及性能。结果表明,耐蚀性能与析出相的大小和分布相关,峰值时效时力学性能最佳的试样其耐蚀性往往也最佳,因为其析出相的弥散分布,使得基体和析出相之间的电势差小,从而降低腐蚀电流密度和速率。力学性能结果表明:Al-4Cu-2Mg经500℃固溶2h、200℃时效6h,室温拉伸强度为275MPa,屈服强度为190MPa,伸长率为5.2%;Al-4Cu-2Mg-1.2Mn经525℃固溶0.5h,180℃时效2h,室温拉伸强度为370MPa,屈服强度为250MPa,伸长率为10.7%;Al-4Cu-2Mg-0.2Zr经520℃固溶30min,180℃时效3h,拉伸强度为356MPa,屈服强度为207MPa,伸长率为9.8%;Al-4Cu-2Mg-0.4Zn经500℃固溶90min,180℃时效1h,拉伸强度为344MPa,屈服强度为240MPa,伸长率为9.3%。从耐蚀性来看,峰值时效Al-4Cu-2Mg-1.2Mn极化电阻为1.001×10~4Ω.cm~2;峰值时效Al-4Cu-2Mg-0.2Zr极化电阻为4058Ω.cm~2;峰值时效Al-4Cu-2Mg-0.4Zn极化电阻为3054Ω.cm~2。金相、XRD和SEM结果表明,峰值时效Al-4Cu-2Mg-1.2Mn的析出相主要为Al6Mn和Al2Cu;Al-4Cu-2Mg-0.2Zr的析出相主要为Al3Zr、Al3Zr5和Al2Cu;Al-4Cu-2Mg-0.4Zn的析出相主要为Al2Zn3Mg3和Al2Cu。对比发现,Al6Mn相峰值时效时在基体中分布得最均匀,对力学性能和耐蚀性的提升贡献最大。
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