铝青铜是一种具有良好的耐腐蚀性能以及力学性能的工程材料,广泛应用于船舶制造业、机械制造业之中。通常铝青铜在工作中长时间处于海水腐蚀环境中并且承载较高载荷,因此保证铝青铜优良耐腐蚀性并提高其强度将是未来铝青铜研究的主要方向。本文在ZCuAl_8Mn_(13)Fe_3Ni_2铝青铜中分别微量加入Cr,Zr,Nb,Co,并研究四种微合金化元素对多元复杂铝青铜的铸态组织、相组成、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。在此基础上选出较优的微合金化元素Cr,系统研究了Cr添加量及热处理对Cr微合金化后多元复杂铝青铜的铸态组织、相组成、力学性能以及耐腐蚀性能的影响。研究结果表明:(1)在多元复杂铝青铜中添加0.3wt.%Cr后,促进了合金组织中k相的析出,合金中k相的比例与未微合金化多元复杂铝青铜相比增加了约2倍,k相的弥散强化作用使得合金强度提高;在多元复杂铝青铜中添加0.3wt.%Zr后,β相和γ_2相混合区域增加约1/4,α相由块状变为竹叶状;在多元复杂铝青铜中添加0.3wt.%Nb,能够促进α相的增加和细化,组织细化使得合金强度提高;在多元复杂铝青铜中添加0.3wt.%Co后,合金组织细化,并促进了α相和k相的增加,使得合金组织中α相略微增加,k相增加了约1.4倍,在组织细化及k相的弥散强化作用下,合金强度提高。(2)Cr,Nb,Co的加入提高了合金的抗拉强度,Zr的加入对合金抗拉强度没有明显影响。加入0.3wt.%Cr后,合金硬度由196HV提升至217HV,抗拉强度由705MPa提高至775MPa,断后伸长率由24.8%降低至18.2%;加入0.3wt.%Zr后,合金的力学性能与未微合金化铝青铜的力学性能基本相当;加入0.3wt.%Nb后,合金硬度由196HV提高至210HV,抗拉强度由705MPa提高至735MPa,断后伸长率由24.8%降低至20.2%;加入0.3wt.%Co后,合金硬度由196HV提高至215HV,抗拉强度由705MPa提高至764MPa,断后伸长率由24.8%降至18.8%。(3)Cr,Zr,Nb,Co的加入改变了合金的均匀腐蚀速率,其中Cr、Zr、Co使得合金耐腐蚀性能略有降低,Nb使得合金耐腐蚀性能改善,微合金化前后的铝青铜的均匀腐蚀速率由大到小排列为添加0.3wt.%Zr的合金,添加0.3wt.%Cr的合金,添加0.3wt.%Co的合金,未微合金化铝青铜,添加0.3wt.%Nb的合金。但在试验条件下,微合金化前后的合金的均匀腐蚀速率都低于国家标准极耐腐蚀材料的极限腐蚀速率0.05mm/a。(4)合金的抗拉强度随着Cr添加量增加而提高,但抗拉强度的提高速率随着Cr添加量增加逐渐减缓。综合考虑后认为Cr添加量为0.3wt.%的合金综合性能最佳。(5)当Cr添加量增加至0.5wt.%时,合金中析出了大量花瓣状AlCrFe_2相。添加0.3wt.%Cr的铝青铜经过热处理后合金中析出大量花瓣状相,并且随着保温温度提高或保温时间的延长,花瓣状相数量和尺寸增加,花瓣状相与k相晶格常数相近且晶体结构相同,导致AlCrFe_2相围绕k相为核心呈花瓣状析出。(6)热处理后添加0.3wt.%Cr的铝青铜抗拉强度先升高后降低,在300℃下保温2h后合金强度达到峰值,此时添加0.3wt.%Cr的铝青铜抗拉强度为828MPa,硬度为227HV,断后伸长率为15.1%。尽管添加0.3wt.%Cr的铝青铜在热处理后均匀腐蚀速率略有提高,但仍属于符合国家标准的极耐腐蚀材料。