熱暴露時(shí)間對(duì)鋁合金力學(xué)性能的影響

對(duì)熱暴露不同時(shí)間的四組拉伸試樣進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，隨著熱暴露時(shí)間的增加，四種不同材料的抗拉強(qiáng)度急劇下降，伸長(zhǎng)率急劇上升，后都逐漸穩(wěn)定。強(qiáng)度下降分為兩階段，暴露0-25h屬于性能急劇下降階段，25-200h屬于性能穩(wěn)定階段；伸長(zhǎng)率提高也分為兩個(gè)階段，暴露0-25h屬于急劇增加階段，25-200h屬于穩(wěn)定階段。同時(shí)，在相同的熱暴露時(shí)間下，Cu含量的增加，其熱暴露后的抗拉強(qiáng)度有所增加。四種材料熱暴露前后性能對(duì)比，可以看出，4組合金試樣在經(jīng)過(guò)300℃熱暴露25h后，抗拉強(qiáng)度都急劇下降，下降率均超50%，而且可以看出，低硅鑄造鋁合金的熱穩(wěn)定性及A356鋁合金處于相同水平。

由于熱暴露試驗(yàn)相當(dāng)于試樣處于過(guò)時(shí)效狀態(tài)，隨著熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，析出相逐漸長(zhǎng)大，對(duì)位錯(cuò)的阻礙作用逐漸減弱，因此，試樣抗拉強(qiáng)度在熱暴露后會(huì)有急劇下降的趨勢(shì)。隨著熱暴露時(shí)間的延長(zhǎng)，富銅高溫強(qiáng)化相的長(zhǎng)大需要消耗溶質(zhì)原子，當(dāng)晶界附近固溶于基體中的溶質(zhì)原子耗盡之后，只有通過(guò)晶界附近富銅相的重新溶解來(lái)補(bǔ)充溶質(zhì)原子。因此，隨著Cu含量的增加，晶界處AL₂Cu強(qiáng)化相溶解后的殘余量會(huì)比較多，進(jìn)而減緩合金性能下降的趨勢(shì)。另外，隨著熱暴露時(shí)間的增加，合金組織中沉淀相的分布會(huì)產(chǎn)生變化，沉淀相會(huì)變得粗大，且數(shù)量逐漸減少，導(dǎo)致晶界變得脆弱，更容易斷裂，使用鋁合金抗拉強(qiáng)度急劇下降。

為了更好的探究試樣抗拉強(qiáng)度的明顯下降的原因，對(duì)各組拉伸試樣的斷口進(jìn)行了掃描電鏡觀察，                        

未經(jīng)過(guò)熱暴露的試樣的斷口和熱暴露25h的試樣的斷口有明顯的差別。熱暴露25h后，斷口上出現(xiàn)很多孔洞，這可能是造成熱暴露后試樣的搞拉強(qiáng)度急劇下降的原因之一。另外，試樣經(jīng)熱暴露后，韌窩從小而多變成了大而少，并且韌窩變得不均勻。未經(jīng)過(guò)熱暴露的試樣，不同Cu含量的試樣的斷口也有差別，從SEM照片也可以看出，隨著Cu含量的不斷增加，韌窩逐漸變得小而多。經(jīng)過(guò)25h的熱暴露后，從SEM照片可以看出，隨著Cu含量的增加，韌窩的不均勻性有所改善，并且孔洞有所減少。        

NJS-ZN207型電腦多元素分析儀可檢測(cè)多種材料：普通鋼、低合金鋼、不銹鋼、生鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨鑄鐵、合金鑄鐵、有色金屬、鐵礦石、鐵合金、鋁合金、銅合金中的多元素含量等。檢測(cè)結(jié)果直接電腦顯示，臺(tái)式打印機(jī)直接打印，并可打印各元素符號(hào)。  

                             南京諾金高速分析儀器廠

                                  2020年7月20日