Er含量对均匀化退火前后Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr合金组织及力学性能的影响

摘要

本工作在5083铝合金Al-5Mg-0.5Mn中复合添加0.24%(质量分数)Zr和不同含量的Er制备了Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-xEr合金,并对其进行320℃20 h+450℃20 h双级均匀化退火,研究不同Er含量与0.24%Zr复合添加对其组织及力学性能的影响规律以及Al3 Er的演变过程,借助TEM和元素的面扫分析手段探讨了Er元素的分布特征.研究结果表明,当Er含量为0.42%时,均匀化退火前Al-5Mg-0.5Mn-0.24Zr-xEr合金的最大显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为77.6HV、232.8 MPa和15.3%;经过320℃20 h+450℃20 h均匀化退火后,合金的显微硬度、抗拉强度和延伸率分别为86.1HV、262.4 MPa和13.3%.随着Er含量在0.068% ～0.52%区间增大,合金中形成的(Al,Mg,Mn,Er,Zr)复合白色相不断增多,其尺寸也不断增大,从球状、小块状及长条状向粗大鱼骨状转变;经过320℃20 h+450℃20 h的均匀化退火后,上述白色相逐渐扩散溶解,粗大鱼骨状基本消失,转变成小球状及小长条状,弥散分布在合金中.均匀化退火前,Er、Mg元素经常"相伴偏聚",Er主要以Al(Erx Mg1-x)粗大复合相的形式存在;均匀化退火后,合金中析出了5～25 nm的Al3 Er粒子,其与基体形成了基本完全共格的关系,而10～30 nm的Al3(Er,Zr)粒子则均匀分布于基体中,进一步提高了合金的强度.