微量Er對(duì)Al-Mg-Mn合金組織與力學(xué)性能的影響

張晉武， 白樸存， 侯小虎， 李 博

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，呼和浩特010051)

傳統(tǒng)的Al-Mg-Mn 合金是一種可焊、中強(qiáng)、成型性能好的不可熱處理強(qiáng)化的輕質(zhì)鋁合金，目前該類合金主要用作航空、航天、艦船、電子、儀器儀表及交通運(yùn)輸領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料。增加Mg 含量，可使固溶強(qiáng)化效果有所提高，然而即使將Mg 含量提高到6.3%，其抗拉強(qiáng)度也僅為340 MPa，屈服強(qiáng)度為180 MPa［1］，仍滿足不了在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)它的高強(qiáng)需求。而且Al-Mg-Mn 合金經(jīng)過軋制變形后，其內(nèi)部位錯(cuò)、空位等晶體缺陷急劇增加，合金處于不穩(wěn)定狀態(tài)。Al-Mg-Mn 合金在較高溫度經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用后通常會(huì)發(fā)生軟化現(xiàn)象［2］，使加工硬化的效果部分或完全消失。已有研究發(fā)現(xiàn)通過向鋁合金中添加稀土元素可以有效的提高鋁合金的性能，其中Sc 是被研究最多、效果也最顯著的微合金化元素［3，4］，但Sc 成品價(jià)格卻相對(duì)昂貴，因此，研究經(jīng)濟(jì)而又有效的微合金化元素來(lái)提高鋁合金的綜合性能是鋁合金發(fā)展的一個(gè)重要方向［5］。近來(lái)研究表明［6～9］，添加微量稀土Er 到不同系列鋁合金中，Al 與Er 生成Al3Er 第二相，其可作為異質(zhì)形核的核心，從而有效細(xì)化晶粒，且這些第二相粒子對(duì)位錯(cuò)和亞晶界有強(qiáng)烈的釘扎作用，能有效提高合金性能。另外，Er 原子在鋁合金基體中具有較低的擴(kuò)散系數(shù)和固溶度，使Al3Er 粒子在較高的溫度下也難以粗化，從而顯著提高了合金的強(qiáng)度和再結(jié)晶溫度。

目前，關(guān)于Al-Mg-Mn 合金的研究多集中在低鎂的鋁合金，且主要是集中在稀土元素對(duì)其性能影響的研究，對(duì)實(shí)際應(yīng)用性能及工業(yè)化生產(chǎn)的研究并不多。……