论文部分内容阅读
利用Er微合金化的手段,采用传统的铸锭冶金法制备了五种不同Er含量的6063合金。借助常温力学性能测试、显微硬度测试、金相显微镜(OM)、扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)、差热扫描分析(DSC)、小角X射线散射(SAXS)、透射电镜(TEM)和选区电子衍射等各种分析测试手段,研究了不同含量的Er及Al-Ti-B对6063合金不同状态组织与性能的影响,深入分析了Er在6063合金中的存在形式和作用机理,并着重分析了Er对6063合金时效行为的影响,结果表明:
添加Al-Ti-B和稀土Er元素都可细化铸态6063合金晶粒尺寸和树枝状晶,当Er元素添加量为0.15％时,晶粒尺寸与添加0.08％Ti的合金接近。均匀化处理后,合金的成分偏析得到了明显的改善,五种合金的晶粒都有一定程度的长大,而添加Er元素的合金却未明显长大,这说明Er元素能够很好地阻碍均匀化过程晶粒长大。在铸态合金中,Er元素主要以粗大的骨骼状第二相存在于合金中,均匀化以后,Er元素优先扩散到晶界。
Er元素的加入降低了6063合金中析出相的析出温度,而添加Al-Ti-B却对析出相的析出温度影响不大。175℃时效时,随着时效时间的延长,合金的硬度逐渐上升,达到硬度峰值后,此后合金的硬度逐渐下降。添加Er元素的合金均较早达到峰值时效状态,时效6小时后便达到硬度的最大值,而6063与6063+0.08Ti合金在时效8小时后才达到硬度峰值,且两种合金的最大硬度值相差不大;6063+0.15Er合金峰值时效硬度高出6063约5％,这说明添加Al-Ti-B和0.08Er对6063合金的峰时效硬度值影响不大,而添加0.15Er对6063的时效峰值硬度影响较大,但是6063+0.25Er合金的硬度一直处于较低的水平。当合金在195℃时效时,所有合金都先于175℃时效时达到峰值时效状态,且峰值时效硬度也较低。
分析合金在时效各阶段的析出物,发现时效初期为十分细小的GP区,而峰值时效状态下合金中绝大多数为针状的β",6063+0.15Er合金中的第二相颗粒较细小且密度较大,当时效70小时,这些针状的颗粒主要发生了长度的增加而直径方向的变化却不明显。260℃时效10小时,发现了合金中析出了棒状和片层状的β第二相。对合金在90℃进行预时效后再在175℃时效使得合金中的针状相的更为密集。小角散射实验定量计算了合金在175℃时效各阶段析出物的尺寸表明6063+0.15Er中的第二相尺寸较小但体积分数较大,这一结果与透射电镜观察的结果一致。