【摘 要】
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Al-Cu-Li合金是一种典型的可热处理强化型合金,该合金具有低密度、高比强度、高弹性模量等优点,被广泛应用于航空航天和军工领域。Al-Cu-Li合金在服役环境下很容易受到局部腐蚀侵害,导致材料失效。形变热处理工艺是提高Al-Cu-Li合金抗腐蚀性能的常见方法之一。本文通过维氏硬度测试、标准晶间腐蚀实验、电化学实验,结合扫描电子显微技术(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及透射电子显微技术(T
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Al-Cu-Li合金是一种典型的可热处理强化型合金,该合金具有低密度、高比强度、高弹性模量等优点,被广泛应用于航空航天和军工领域。Al-Cu-Li合金在服役环境下很容易受到局部腐蚀侵害,导致材料失效。形变热处理工艺是提高Al-Cu-Li合金抗腐蚀性能的常见方法之一。本文通过维氏硬度测试、标准晶间腐蚀实验、电化学实验,结合扫描电子显微技术(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)以及透射电子显微技术(TEM)等分析表征手段,系统地研究了不同预变形量(T8)时效工艺、双级时效(NA+T6)工艺和预时效加预变形的(TMT)时效工艺对Al-4.0Cu-0.9Li合金力学性能、抗腐蚀性能以及微观结构的影响。得出结论如下:(1)与直接人工时效处理相比,T8工艺处理的合金由于变形促进了晶内T1相的生成,其峰值响应速度加快,峰值硬度提高。合金发生变形后晶粒各向异性增加,导致不同方向上的抗腐蚀性能不同。在纵截面上,合金的抗腐蚀性能随着变形量的增大先变差后变好。变形量为5%的合金抗腐蚀性能较差是由于晶内不耐腐蚀的T1析出相增多。当变形量大于5%时,晶粒沿轧制方向被拉长,导致腐蚀路径变长,且更耐腐蚀的小角度晶界增多,所以合金的抗腐蚀性能提高。在轧制面上,由于沿轧制方向拉长的晶粒提供了连续的腐蚀通道,大变形量(50%以上)的合金的抗腐蚀性能变差。(2)与单级时效处理相比,双级时效(NA+T6)工艺处理的合金峰值硬度提高,是由于自然时效会促进晶内T1相的析出。在不同人工时效温度下,自然时效的引入对合金抗腐蚀性能的影响不同。当人工时效温度为160℃时,自然时效的引入促进了T1相的析出,使其与共生相的原电池效应增强,导致合金的抗腐蚀性能变差。当人工时效温度为180℃和200℃时,自然时效与高温人工时效使得共生相析出几乎完全被抑制,导致T1相与共生相的原电池效应消失,并且高温时效也会促进晶界析出相长大且分布变得不连续,使得晶界与晶内的腐蚀电位差减小,所以合金的抗腐蚀性能变好。(3)TMT工艺同时引入了变形、自然时效和人工时效。经过TMT处理的合金由于T1相的数量增加,其力学性能更好。但T1相的增多以及晶界析出相的连续分布使得合金易于发生局部腐蚀,导致其抗腐蚀性能变差。
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