铋对2091Al—Li合金拉伸性能和断裂行为的影响

摘要

一、前言 Al—Li合金由于有高的比强度和比刚度,又有优良的抗疲劳裂纹扩展阻力和超塑性,因此是一种具有潜力的新型航空结构材料。但研究中发现,Al—Li合金的塑性、韧性低于目前航空工业中广泛使用的2024、7075等铝合金,若需在航空工业中大量使用Al—Li合金,必须进一步提高其塑性、韧性。Al—Li合金塑性、韧性低的原因已有大量研究报道,其中微量杂质元素在晶界偏聚导致的晶界脆化是一个不可忽视的重要原因,如低熔点碱金属Na、K、Ca在晶界偏聚可加速沿晶断裂甚至解理断裂,降低塑性、韧性,其中Na的危害最大。减少或消除碱金属引起的脆化有以下二条途径:一是采用尽可能低的Na、K、Ca含量的高纯合金配料;二是加入微量合金元素,改变这些有害杂质的分布状态与之形成化合物,从而减少它们在晶界的偏聚。研究表明,在Al—Mg合金中加入少量Bi可中和Na的有害作用,减少热裂倾向并提高合金的延伸率。此外,Vaynblat等人在01420Al—Li合金中加入少量Bi、Fe、Si元素,改善了合金的断裂韧性。我国的Al—Li等原材料中Na的含量较高,因此减少Na在Al—Li合金中的有害作用是十分重要的。本文的目的是研究微量Bi对2091Al—Li合金室温拉伸性能和断裂行为的影响,并考察Bi在减少Na的有害影响方面的效果。