新型Al-Zn-Mg-Cu-SC-Zr合金微觀結構與性能關系的EBSD研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金（后簡稱鋁合金）具有優(yōu)異的比強度、可加工性、耐腐蝕性以及熱焊接性等等，因此廣泛應用于汽車和航空航天等領域。在鋁合金中添加稀土元素Sc之后，可以明顯起到細化晶粒、抑制再結晶和提高強度的作用，但由于Sc價格昂貴，限制了其在鋁合金中的廣泛應用。同時，價格相對低廉的Zr元素也具有細化晶粒和增加強度的效果，因此可用Zr替代部分Sc來獲得成本較低、性能較高的鋁合金。當Sc+Zr的添加量及Sc與Zr比例不同時，所得合金的

2、微觀結構及宏觀力學性能會有較大差異。
　　本論文設計了不同成分配比的新型鋁合金，通過對軋制態(tài)、固溶態(tài)以及時效態(tài)的鋁合金進行形貌分析及性能測試，研究了不同Sc+Zr添加量及Sc/Zr比對鋁合金微觀結構、力學性能的影響，并在此基礎上討論了Al-Zn-Mg-Cu-Sc-Zr合金的強化機制。電子背散射衍射(EBSD)技術的應用能反映出合金不同相的取向信息，為深化了解合金的再結晶行為、力學性能及強化機理提供一種先進的表征方法。EBSD分析技

3、術在測定晶體取向、顯微織構及統(tǒng)計晶界結構參數(shù)等方面具有獨特的優(yōu)勢。眾所周知，大部分材料都為多晶體結構，而多晶體的優(yōu)異性能取決于晶粒的性質、晶粒尺寸、相鄰晶粒間的取向以及界面結構。本論文主要采用了EBSD技術對新型鋁合金的微觀組織進行分析，通過對合金軋面上取向數(shù)據(jù)的獲取，來分析軋制過程中合金微觀結構的變化，結合合金的拉伸強度及屈服強度的實驗數(shù)據(jù)，更好解釋合金的強化機理。
　　研究結果表明，復合添加Sc和Zr對抑制合金的再結晶及提高強

4、度有明顯的效果。隨著Sc和Zr總添加量增大(0～0.6％)，抑制再結晶效果越來越明顯，且合金強度也逐漸增加。添加0.2Sc和0.4Zr(wt.％)的Al-Zn-Mg-Cu合金經過120℃/24h時效熱處理后，獲得最大的抗拉強度和屈服強度值，分別為668MPa和628MPa。沉淀強化主要是由于時效過程中形成了GP區(qū)、η'相和共格Al3(Sc，Zr)二次粒子所致。細晶強化、亞晶界強化和沉淀強化為Al-Zn-Mg-Sc-Zr鋁合金的主要強化機