共格Al3(Sc1-xZrx)粒子提升高强铝合金棒材强度和耐蚀性能的机理

作者：黄继武; 朱鑫文; 赖毅; 郭一帆; 张果; 徐国富; 邓英^*

来源：中国有色金属学报, 2021, 31(06): 1436-1451.

• 铝合金
• 强化机制
• 腐蚀性能
• 共格粒子
• 显微组织

本文运用低钪和锆微合金化技术、力学和腐蚀性能测试及现代显微组织表征方法,在Al-5.98Zn-1.88Mg-0.41Cu合金棒材中添加0.10%Sc和0.09%Zr(质量分数),引入二次共格Al3(Sc1-xZrx)粒子,且避免了初生Al3(Sc1-xZrx)微米粒子生成。结果表明:共格粒子平均尺寸为15nm,与基体完全共格,点阵错配度约为1.16%,可使挤压态、固溶态、T5和T6态Al-Zn-Mg-Cu合金屈服强度分别提升230MPa(72.1%)、78 MPa(55.3%)、138 MPa(32.1%)和112 MPa(24.2%),强化效果显著。理论计算表明,奥罗万析出强化为该粒子的主要强化机制。此外,尽管是钪添加量低,但生成的共格粒子仍可有效减小成品棒材中的大角度晶界比例,抑制晶界周围溶质原子区域的形成,可使欠时效、峰时效和过时效合金平行于挤压方向的抗剥落腐蚀等级由EC、EB和EA分别提高至EA、EA和PC级(垂直于挤压方向无晶间腐蚀敏感性),并使欠时效、峰时效和过时效合金的晶间腐蚀深度分别由34.1μm、29.1μm和25.5μm降至27.7μm、24.5μm和17.4μm。

• 单位
  中南大学