论文部分内容阅读
采用力学性能测试、X射线衍射(XRD)物相分析、金相(OM)和透射电子显微组织(TEM)观察,研究了两种Al-6.0Zn-2.0Mg-0.12Zr和Al-6.0Zn-2.0Mg-0.2Sc-0.12Zr合金不同处理状态下的组织性能、高温组织性能和焊接接头组织性能。结果表明:(1)复合添加Sc、Zr可以显著提高合金的最终力学性能,在固溶状态下,含Sc的Al-Zn-Mg合金抗拉强度、屈服强度比未添加Sc的合金分别提高40 MPa、54 Mpa,时效状态下,抗拉强度和屈服强度分别提高25MPa、35MPa。(2)初生Al3(Sc,Zr)和Al3Sc粒子起非均质晶核的作用,可强烈细化合金的铸态晶粒组织;次生Al3(Sc,Zr)和Al3Sc粒子与基体共格,强烈钉扎位错和晶界,阻碍晶界的迁移和亚晶粒的长大,对合金加工变形组织中的亚结构具有强烈的稳定化作用,抑制了合金的再结晶。(3)Al-Zn-Mg合金强度随试验温度升高而下降,塑性随之增加。高温下过渡相η′相粗化以及η′相向平衡相的转变是主要的软化机制。(4)微量Sc,Zr在Al-Zn-Mg合金中以Al3(Sc,Zr)粒子形式存在,这种化合物热稳定性好,高温下仍然保持弥散强化和亚结构强化的作用。(5)微量Sc、Zr能明显提高Al-Zn-Mg合金的高温强度,300℃时抗拉强度提高了53 MPa,同时合金塑性保持在较高水平。(6)Al-Mg-Sc-Zr焊丝与Al-Zn-Mg-Zr和Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金有很好的相容性,在氩弧焊条件下,两种合金板材带余高的焊接接头的拉伸力学性能分别为:Al-Zn-Mg-Zr合金:σb=409MPa,σ0.2=248MPa,δ5=6.8%,焊接系数为0.77;Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金:σb=447MPa,σ0.2=289MPa,δ5=7.6%,焊接系数为0.80。(7)焊接热循环过程中Al-Zn-Mg合金焊接头热影响区沉淀强化相粗化,导致该区出现明显的软化;而添加了微量Sc、Zr的合金焊接接头热影响区完全再结晶的区间比较窄,软化程度相对较低。