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本文采用复合微合金化的方法,在铝中复合添加Er、Zr、Hf元素,研究Al-Er-Zr/Hf合金的热稳定性。通过硬度和电导率测试,并结合金相、透射电镜等测试方法对合金进行显微组织分析。主要研究(1)Al-Er-Zr/Hf合金的时效行为、析出相的高温粗化行为;(2)冷轧Al-Er-Zr/Hf合金的组织热稳定性;另外,还探究了峰时效态Al-Er-Zr合金的蠕变行为。本研究得到以下结论: Al-0.04Er-0.08Zr、Al-0.04Er-0.08Zr-0.05Hf(at.%)合金在350℃等温96h后达到峰时效态。Al-0.04Er-0.08Zr-0.1Hf、Al-0.04Er-0.18Hf(at.%)合金在经过350℃/96h+375℃/144h热处理后也达到峰时效态。此时,合金内部析出大量的纳米级析出相。它们对合金起到明显的析出强化效果。Al-Er-Zr/Hf合金的时效行为与Er、Zr、Hf元素的析出顺序有关。由于溶质原子在铝基体中的扩散率不同(DEr>DZr>DHf),因此高扩散率的Er原子会优先析出,低扩散速率的Zr、Hf原子随后析出。 峰时效态Al-Er-Zr/Hf合金在450℃、500℃高温退火过程中,随着退火时间的延长,Al-Er-Zr/Hf合金硬度逐渐下降,电导率则呈现先下降后上升的变化趋势。在退火过程中,合金析出相的平均粒子直径d随退火时间的延长而增大,数密度则逐渐减小。在高温退火过程中,Al-Er-Zr/Hf合金析出相的粗化符合LSW理论,其粗化过程主要受Zr、Hf原子的扩散控制。添加Hf原子能够降低析出相的高温粗化速率,而且含量越多,效果越明显。 峰时效态Al-Er-Zr/Hf合金在经过冷轧变形后具有较高的组织热稳定性。轧态合金的再结晶温度分别为475℃(Al-0.04Er-0.08Zr-0.1Hf)、450℃(Al-0.04Er-0.18Hf)、445℃(Al-0.04Er-0.08Zr、Al-0.04Er-0.08Zr-0.05Hf)。优良的组织热稳定性得益于合金中的细小析出相。另外,高温下,变形组织的存在会加速溶质原子扩散,加快析出相粗化。 峰时效态Al-0.04Er-0.08Zr合金的稳态蠕变速率随温度、应力的增加而增加。另外,在350℃、载荷在20-25MPa之间时,Al-0.04Er-0.08Zr合金蠕变存在门槛应力值(σth=5.6MPa)。σth的出现与Al3(Er,Zr)析出相阻碍位错运动有关。