1實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備以及實(shí)驗(yàn)方法
1.1實(shí)驗(yàn)材料本次實(shí)驗(yàn)使用的材料為ZLG01鋁合金，其中添加了適量的銅與鈰，所占比例分別為4%與0.5%。中間合金型號為Al-Cu30與Al-ce6。其中，通過自熔獲取的是Al-ce6，使用六氯乙烷作為變質(zhì)劑。1.2試樣制備先將鋁合金添加其中，在ZLG01鋁合金達(dá)到溶解狀態(tài)以后，添加適量Al-Cu與Al-ce合金，作為中間合金，將溫度調(diào)至680℃，穩(wěn)定12分鐘左右以后將各種物質(zhì)攪拌均勻，在保溫10分鐘以后將其拿出放置到金屬模具中冷卻，達(dá)到冷卻標(biāo)準(zhǔn)以后，將試樣取出。1.3固溶處理與時效分析在鋁合金性能分析當(dāng)中，熱工藝處理制度如下表1、2所示：
2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
2.1固溶溫度與時效溫度對鋁合金力學(xué)性能的影響：為了更直觀表現(xiàn)固溶溫度與時效溫度對鋁合金性能的影響，選擇3種不同的固溶溫度，并對這三種溫度下鋁合金的強(qiáng)度與硬度進(jìn)行比較。下圖A、B、C分別表示三組固溶溫度與時效溫度變化趨勢。通過上圖可以看出，當(dāng)固溶溫度達(dá)到540℃時，大部分的時效性溫度都已經(jīng)達(dá)到20℃與500℃。表示，經(jīng)過高溫固溶處理后，鋁合金的強(qiáng)度與硬度都相比固溶處理時的強(qiáng)度與硬度高。為使固溶溫度提升，可以對原子的擴(kuò)散速度進(jìn)行調(diào)整，進(jìn)而將鋁合金元素全部滲透到基體內(nèi)，在達(dá)到冷卻指標(biāo)以后，基體將出現(xiàn)飽和，析出大量的強(qiáng)化相，此時的強(qiáng)化效水平明顯提升，伴隨著固溶溫度的增大，鋁合金抗拉強(qiáng)度與硬度均得到增強(qiáng)。但是當(dāng)處于相同的固溶溫度狀態(tài)下時，時效溫度的差異將對不同鋁合金試樣的抗拉強(qiáng)度產(chǎn)生影響。當(dāng)處于500℃的固溶溫度時，鋁合金試樣抗拉強(qiáng)度與硬度將隨著溫度升高而增強(qiáng)，在175℃時達(dá)到最大值。當(dāng)溫度達(dá)到200℃時，粗粒子析出較多，并且強(qiáng)度增加，也使鋁合金的硬度相應(yīng)增加[1]。溫度為150℃時，粒子析出明顯減少，造成了位錯阻礙的減弱，致使鋁合金的強(qiáng)度與硬度下降。時效性溫度提升，合金硬度又有所提升，達(dá)到200℃時也不會出現(xiàn)硬度下降。這是因?yàn)榇藭r有非常多的合金要素已經(jīng)滲透到了集體內(nèi)，只有更高的溫度才能將其析出，而200攝氏度顯然不符合最高溫度要求。由上圖C可知，在500℃的固溶狀態(tài)下，溫度的升高能夠使沖擊韌性出現(xiàn)緩慢下降趨勢，但隨后又馬上恢復(fù)到上升的狀態(tài)。這是因?yàn)樵嚇赢?dāng)時正處于比較低的時效狀態(tài)溫度，元素析出量相對較少，并使錯位運(yùn)動阻礙減少，具有顯著的塑性效果與抗沖擊韌性。當(dāng)溫度為175℃時，有大量的粗粒子開始析出，并處于分散狀態(tài)，錯位運(yùn)動阻力也增大，促使鋁合金的強(qiáng)度與硬度增強(qiáng)，但韌性卻在降低；當(dāng)處于200℃開始析出粗相粒子時，位錯運(yùn)動效果明顯增強(qiáng)，這時，鋁合金試樣的韌性得到提升；當(dāng)固溶溫度處于520℃與540攝氏度時，韌性開始出現(xiàn)下降趨勢。[2]這時因?yàn)椋藭r的合金元素在基體當(dāng)中遇到高溫出現(xiàn)析出，造成合金強(qiáng)度增大，而韌性降低的情況。
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