混合稀土和T6热处理对A380合金拉伸性能和耐腐蚀性能的影响

作     者：饶玉强 

作者单位：南昌大学 

学位级别：硕士

导师姓名：闫洪;何水云

授予年度：2022年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：A380合金 混合稀土(La+Y) T6热处理 拉伸性能 耐腐蚀性能 

摘      要：A380铝合金是一种比强度高、塑性较好且化学性质稳定的合金,是一种常用的轻质化材料。但是铸造A380铝合金内部往往有长纤维状的Si相和长针状的β-AlFe Si相,合金常在此处发生断裂,合金的拉伸性能因此被限制。同时合金中具有表面电势较高的富Cu相、富Fe相和粗大的Si相,常常诱发合金的电化学腐蚀。A380合金的拉伸性能和耐腐蚀性能的不足限制了A380合金的应用。添加稀土和热处理都是经济有效的改善合金微观组织和合金的性能的工艺。本文向A380合金中添加不同含量(La+Y)并观察合金的微观组织,随后通过拉伸测试和观察断口测试合金的拉伸性能,最后利用电化学测试,浸泡实验来测试耐腐蚀性能。探索出(La+Y)的最佳添加量,对添加了最佳含量(La+Y)的A380铝合金进行固溶处理时间不同的T6热处理并以同样的手段检测热处理对稀土A380铝合金的影响。当对A380合金中添加不同含量(La+Y)后,Si相和β-AlFe Si相都得到不同程度的细化,Si相从长针状转变为短纤维状。当添加(La+Y)含量为0.6wt.%时,合金的细化程度最大。当添加0.9 wt.%(La+Y)后,稀土相出现团聚现象,Si相粗化。添加稀土后,合金的拉伸性能都有不同程度的提高,断口出现向韧性断裂的趋势。稀土含量为0.6 wt.%时,极限抗拉强度和延伸率分别提升了16.9%和37.8%,韧性断裂的趋势最明显。添加稀土后,合金的耐腐蚀性能也不同程度的上升,腐蚀电流密度(i)减小,析氢速率和失重率减小,腐蚀形貌也变得相对光滑。当稀土含量为0.6 wt.%时,A380合金的腐蚀电流密度(i)取得最小值为11.31m A·cm,析氢速率和失重率也取得最小值分别为17.18 ml·cm·h和46.66μg·cm·h。与A380合金基体相比,分别减少了54.9%,45.5%和51.2%。同时添加0.6 wt.%(La+Y)的A380铝合金的腐蚀后的表面最光滑。当对添加了0.6wt.%(La+Y)的A380铝合金进行固溶处理时间不同的T6热处理。热处理后,Si相从短纤维状转变成球形颗粒,富Fe相明显细化且部分β-AlFe Si相转变成α-AlFeSi相,部分AlCu相固溶入α-Al基体中。因此,合金的拉伸性能和耐腐蚀性能都有不同程度的提高,极限抗拉强度和延伸率数值增大,断口向韧性断裂转变。同时腐蚀电流密度(i)数值减小,析氢速率和失重率也降低。当T6热处理工艺为515℃/7h+175℃/12h,极限抗拉强度和延伸率取得最大值317.6 MPa和6.2%,分别提高了10.4%和21.6%,断口向韧性断裂的趋势最明显。同时,合金的腐蚀电流密度(i),析氢速率和失重率也达到最小值,分别为4.22 m A·cm,11.68 ml·cm·h和36.73μg·cm·h,减小了62.7%%,31.8%and 32.0%,合金此时的耐腐蚀性能最好。