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在铝合金中加入Er元素能够细化铝合金的晶粒,并且在合金时效过程中弥散析出的、与基体共格、尺寸为纳米级的Al3Er第二相能够产生明显的第二相强化作用。并且Al3Er第二相能够显著提高合金的回复再结晶温度和细化回复再结晶的晶粒。本文研究Al-0.3wt%合金在640℃固溶20h后,在200℃、250℃、300℃和350℃等温时效的过程中第二相的析出行为和第二相的析出对合金力学性能的影响。 首先,利用透射电子显微镜观察研究等温时效保温时间和时效温度对于Al3Er第二相的析出行为的影响,以及在时效过程中Al3Er第二相的粗化行为,得到如下结论:Al-0.3wt%合金在300℃进行时效处理时,第二相均匀弥散的分布在铝基体中;合金在350℃时效100h后,第二相呈“线”状分布在位错线上。相比于在350℃时效,合金在300℃时效时,第二相的析出密度增加而析出尺寸下降。随着时效时间的增加,第二相的尺寸增加,但其数量密度下降。合金在300℃时效时,在时效的前20h,第二相尺寸增加迅速,随后第二相的尺寸增加速度减缓。应用LSW理论分析合金在300℃和350℃时效时的第二相粗化动力学,得到合金在300℃和350℃时效时Al3Er第二相的粗化速率分别为1.05×10-31和2.43×10-30。第二相粒子在350℃时效时的粗化速率约为在300℃时效时的粗化速率的20倍。Al-0.3wt%合金在300℃和350℃进行时效处理时,Al3Er第二相以立方状从铝基体中析出。随着第二相粒子尺寸的增加,其形状从立方状逐渐转变为椭球形,而且由界面能决定第二相的形貌。 利用杠杆定律计算Al-0.3wt%Er合金在固溶后时效时的析出的第二相的体积分数为0.172%。并且经过与文献对比后,认为计算结果为合理结果。利用第二相的切过强化机制和绕过强化机制计算Al3Er第二相对于合金力学性能的贡献;并比较将实验值与计算值,发现二者有较好的符合程度。通过计算知,Al3Er第二相产生强化作用时由切过强化机制向绕过强化机制转变的第二相的尺寸大约为1.3nm。在实验中的时效状态下,Al-0.3wt%Er合金中Al3Er第二相粒子强化主要以绕过机制对合金产生强化效果。