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微合金化是提高铝合金综合性能的有效途径之一,通过向纯铝中添加微量的Sc、Zr、Er元素制备不同成分的Al-Sc-Zr和Al-Sc-Zr-Er合金。通过显微硬度测试表征合金的力学性能,通过电导率测试表征微合金化元素在铝基体中的固溶情况,利用金相显微镜(OM)、透射电镜(TEM)等进行微观组织分析,从而研究Er元素对不同Sc含量的Al-Sc-Zr合金力学性能和再结晶行为的影响规律。等时时效的研究结果表明,当Sc浓度小于0.04at.%时,Al-Sc-Zr合金中添加Er后硬度值可平均提高10HV,Sc浓度越低Er的作用效果越明显;Sc浓度大于0.04at.%时,Al-Sc-Zr合金中添加Er后峰值硬度基本不变。等温时效的研究结果表明,300℃时效,当Sc浓度小于0.045at.%时,四元合金与三元合金相比峰值硬度可平均提高6HV,Er的作用效果明显;当Sc浓度大于0.045at.%时,Al-Sc-Zr-(Er)合金峰值硬度相差不大。350℃时效,当Sc浓度小于0.12at.%时,Er的添加可将Al-Sc-Zr的平均峰值硬度提高12HV,但随Sc浓度增大,二者差值减小,Er的作用效果越来越不明显。400℃时效,当Sc浓度小于0.12at.%时,Er的添加可将Al-Sc-Zr的峰值硬度提高20HV,当Sc浓度为0.176at.%时,Er对Al-Sc-Zr合金峰值硬度几乎无影响。450℃时效,当Sc浓度介于0.016at.%~0.12at.%时,Er的添加可将合金硬度值提高18HV左右,当Sc浓度为0.176at.%时,仅仅提高了5.6HV,Er对合金硬度的影响较小。时效温度对Er作用效果的研究结果表明,在不同温度下时效,对于高Sc(0.176at.%)含量合金,Er对合金峰值硬度几乎无影响;对于低Sc(0.016at.%)含量合金,Er能大幅度提高合金峰值硬度;对于中Sc(0.047at.%~0.12at.%)含量合金,随温度升高Er的作用越来越明显。再结晶的研究结果表明,Al-0.016at.%Sc-0.061at.%Zr合金的再结晶起始温度为450℃,Al-0.009at.%Sc-0.054at.%Zr-0.014at.%Er合金在500℃才开始发生再结晶,当用0.01at.%的Er取代等量的Sc元素后可将Al-0.016at.%Sc-0.061at.%Zr合金的再结晶温度提高50℃。Al-0.047at.%Sc-0.073at.%Zr及Al-0.045at.%Sc-0.056at.%Zr-0.011at.%Er合金,在525℃均没有发生再结晶现象,要想判断Er的作用,需要对更高温度的金相组织进行观察。对于Al-0.085at.%Sc-0.063at.%Zr合金与Al-0.074at.%Sc-0.064at.%Zr-0.01at.%Er合金,其再结晶退火曲线几乎重合,用0.01at.%的Er元素取代等量的Sc后,在525℃再结晶退火1h后没有发生再结晶现象,因此,Er的添加对三元合金的再结晶行为几乎无影响。当Sc含量超过0.12at.%时,再结晶退火温度不高于450℃的情况下,用0.01at.%的Er元素取代等量的Sc后,对Al-Sc-Zr合金的力学性能及再结晶行为几乎没有影响。