Sc含量对Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.15Zr铝合金板材组织与力学性能的影响

摘要

利用金相显微镜(OM)、透射电子显微镜(TEM)结合万能材料试验机研究Sc含量(质量分数)从0.034％增大至0.215％时,Sc含量对T6态Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.15Zr铝合金板材中过剩结晶相、弥散相、析出相、晶粒及力学性能的影响.结果表明:Sc含量从0.034％增加至0.215％,T相和Al7Cu2Fe相过剩结晶相粒子组态无明显变化;纳米级Al3(Sc,Zr)弥散相粒子的尺寸不变但数量呈现出先增多后减少的趋势;析出相粒子尺寸先细化后粗化,数量先增多后减少.当Sc含量为0.189％时,合金板材中出现3～5μm的初生Al3(Sc,Zr)粒子,其数量随Sc含量增加而增多.T6态Al-10Zn-2.5Mg-1.6Cu-0.15Zr-(0.034-0.139)Sc合金板材的晶粒呈纤维状,且随Sc含量增加,纤维状晶粒逐渐细化、长度逐渐缩短;当Sc含量为0.189％时,合金板材发生明显再结晶,其晶粒均为细小类球状等轴晶;当Sc含量从0.034％增加至0.215％,T6态合金板材的强度和伸长率均随Sc含量增加呈现出先升高后降低的趋势;当Sc含量为0.139％时,合金板材的性能最佳,其抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为701 MPa、665 MPa和8.0％.