Ag及热处理工艺对AlCuLiMgSc合金力学性能和耐蚀性的影响

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本文制备了四种不同Ag含量的AlCuLiMgSc合金,并对合金分别进行T6时效和双级时效工艺热处理。采用晶间腐蚀试验、电化学试验、拉伸性能测试、硬度测试等试验手段,研究了Ag含量及热处理工艺对AlCuLi MgSc合金力学性能和耐蚀性能的影响,研究发现:(1)对于挤压态合金,Ag的加入对挤压态合金的硬度影响较小但晶间蚀性抗力有所改善。随着Ag含量的增加,合金的自腐蚀电位增加,自腐蚀电流密度减小,合金的晶间腐蚀坑深度逐渐减小。其原因在于在挤压态下具有较高耐蚀性的Ag会发生偏聚,进而提高了合金的耐蚀性。(2)经过T6态工艺处理后,Ag的添加导致合金在时效过程中析出较多的弥散分布的T1相,增加了T1相的弥散强化效果,使得合金的强度增加,塑性下降。但是,Ag的添加降低了合金的晶间腐蚀抗力,随着Ag含量的增加,合金的自腐蚀电位下降,自腐蚀电流密度增加,合金的晶间腐蚀深度逐渐增加。原因在于含Ag合金析出了具有较低电位的大量T1相,增加了PFZ的宽度;同时Ag促使T1相周围吸附更多的Mg原子团簇,增加了T1相与基体的电位差,因此,加大析出相与基体之间的电位差,增加了合金的腐蚀动力。(3)合金的电阻可以很好的反映出合金在时效过程中的组织变化,因此,通过测量不同Ag含量合金电阻随温度的变化曲线和电阻率的变化曲线,可以确定出合金的预时效和终时效的温度范围,进而确定合金的最佳双级时效工艺。对于不含Ag的合金(B1合金),最佳的双级时效工艺为120℃/2h+180℃/18h;对于含Ag量为0.6%的合金(B4合金),最佳的双级时效工艺为120℃/2h+180℃/20h。(4)双级时效处理明显改善了综合力学性能。与T6工艺处理合金相比,双级时效处理的不含Ag的B1合金和含0.6%Ag的B4合金,合金的硬度、抗拉强度与T6处理合金相当,但延伸率分别增加了24.7%、9.4%。合金的晶间腐蚀坑深度也分别减少了10.7%、25.1%。原因在于经双级时效处理后,合金内部的析出相T1相更加细小弥散,晶界平衡相也有所减少,PFZ变窄,进而使合金耐蚀性改善的同时还能提高其综合力学性能。但双级时效处理不能改变Ag对合金耐蚀性能的影响,类似于T6工艺处理的合金,Ag的添加仍然导致合金耐蚀性能的下降。
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