（材料学专业论文）2618耐热铝合金的组织与力学性能的研究.pdf

审南大学祷士学位论文 = l 舞羹 摘要 本文采用不同熔铸工艺制备了1 2 炉次的各种成分的2 6 1 8 合金； 搜雳光学显徽镜( a 蝴) 、 霉接电镌( s e m ) 积透射逛镜( t e m ) 观 察了各种合金在不同状态下的显微组织；运用布氏硬度计、i n s t r o n 投 孛试验搜秘g l e e b l e 。1 5 0 0 热模拟实验枫等实验手段对这些合金豹 爨温和高温力学性能及压缩蠕变性能进行了系统的研究。主要内容及 结果懿下： 形变热处理可使2 6 18 合金在时效处理后得到均匀、弥散的时效 橡，荠使无沉淀辑出带( p f z ) 的宽度明显变窄；经过变形量为1 1 1 6 的形交热处理后，可使2 6 1 8 合金的室温抗拉强度提高1 0 1 7 ，但塑 性明显下降；采用形变热处理可以提高2 6 1 8 合金的耐热性能。 高铁、镍2 6 1 8 合金( 2 撑) 的铸态组织中出现粗大的针片状和块 状的a 1 9 f e n i 樱，经热挤压赋该摆被破碎为较粗大的尖危状颗粒；增 加铁、镰含量对合金的时效特性及时效后的硬度没有影响；将2 6 1 8 合 金在较低的变形湿度下，进行较大变形量的多向快速变形可以使粗大 的a 1 9 f e n i 相得到较好的破碎。 a 1 f e 中间合金中粗大的a 1 3 f e 相和2 6 1 8 合金中粗大的a 1 9 f e n i 相在该含金熔炼过程中具有组织遗传现象，当对简铁、镍2 6 1 8 合金 熔体在9 6 0 进行3 0 m i n 的高温过热处理后( 3 撑) ，可基本消除这种 缀织遗传，并使该合金的高温和室湓强度阎时褥到明显提高。 含锆的高铁、镍2 6 1 8 台金经熔体高温过热处理后( 4 撑) ，裢合金 铸态组织中获得均匀缩小的针片状a 1 。f e n i 相，热挤压骺获得均匀纲 小的颗粒a 1 9 f e n i 相；弥散a 1 3 z r 粒子的存在可使2 6 1 8 合金得到细小 盼再结晶晶粒缀织，该台金既可获得较高瓣高溢强度，述可获褥较高 的延伸率。含锆和锰的高铁、镍2 6 1 8 合金经熔体高温过热处理后 ( 5 聋) ，也可傻合金在热挤舔后获褥较细小的鬏粒a 1 9 f e n i 裰，锰元 素的存在使合金中的时效析出相( s ) 细化，晶间无沉淀析出带宽度 稿显减小，使2 6 1 8 会金的室滏和高温强度显著挝高。尹 采用经过严重挤压变形的a 1 5 w t t i 中间合金，向2 6 1 8 合金中 翔入小予0 。5 w t 静钛元素隧( 9 群) ，能傻2 6 1 8 舍金酶铸态晶粒缀织 明显细化，大量弥散的a l ，t i 颗粒强烈阻碍合金的再结晶及晶粒长大， 搜合金经热轧与淬火孵效基麓晶粒组织舞逮缨纯；铁元素戆合企铯臻 孛蔫天学博士学位论交 攘羹 曼提高2 6 1 8 合金在2 5 0 。c 毂衰涅瞬融强度积该合金在2 5 0 。c 经1 0 0 ，l 、 时高温热黎露后的高温瞬时强度。 采用经过焘熊球磨的复合溶剂与驻微米a 1 n 颗粒的均匀混合物， 经过搅拌铸造后，使得超细的a i n 颗粒能均匀分布于2 6 1 8 合金中， 使该合金念金( 1 猫) 热轧与淬火时效后的蕊粒组织明显细化；超细 a 1 n 颗粒的引入瞪显提高2 6 1 8 合金在2 5 0 的高温瞬时强度和该合 金在2 5 0 经1 0 0 小时赢湿热暴露后的高温瞬时强度。 ( 少量锡元素均匀分布于2 6 1 8 合金的铸态组织中，并细化2 6 1 8 合 金的铸态晶粒组织和冷轧后的鼹粒组织；锡元素降低2 6 1 8 合金在2 5 0 的高温瞬时强度，但提高2 6 1 8 合金的室漱抗拉强度，且对2 6 1 8 合 金在2 5 0 经1 0 0 小时嵩温热暴露后的高温瞬时强度没有影响一。 微量钇元素减少了2 6 1 8 合金中时效祈漱相的数量，便2 6 1 8 合金 的蹩温强度、塑性和2 5 0 的高温瞬时强度降低：钇元素使时效强化 相s 稆在高温热暴露时的长大速度减慢，丽2 6 18 合金中滩溶的含钇 金属间化合物也有利于合金高温强度的提高，因此钇可提高2 6 t 8 合 金在2 5 0 经1 0 0 h 高温热暴露后的高温瞬时抗拉强度。 f 随着温度的升高，l 撑、3 群和5 # 2 6 1 8 合众的蠕变应力指数都有明 显盼降低，雨4 群合金的蠕变应力指数变化不大。谯引入门槛应力后， 1 撑、3 脊、4 撑和5 # 2 6 1 8 合金的蠕变行为均可蠲微观结构不变模型得到 满意解释，门槛威力可以用外推秽8 ，o 益线得到。 与l 群含金相比、由于3 撑合金中增加了细小a 1 9 f e n i 相的数量， 使该合金在2 0 0 和2 5 0 时的门槛应力值分别增加了l lm p a 和 1 2 m p a ，丝蠕变速率降低，但茭显态蠕变应力指数并不明最增加；对 于4 撑合金，由于细小a i g f e n i 相和弥散a 1 3 z r 的强化作用及合金晶粒 组织细化鹃影嚷，使其2 0 0 时的f 了槛应力僮降低了2 0 m p a ，2 5 0 时的门槛应力值增加了5 3 m p a ，由于合金晶粒组织的细化，使该合金 的蠕变速搴与l 雾合金基本狸当甚至受嵩；对予5 誊合金，杰于时效攘 的细化、p f z 宽度的减小、合金中的细小a 1 9 f e n i 相和弥散a 1 3 z r 的 共弼强纯椎震，搜其蠕变速率魄l 嚣合金低大约1 个数量级，2 0 0 和 2 5 0 时门槛应力值分别增加了2 6 m p a 和2 9 m p a ，但蠕变应力指数没 有鬟著交识。 关键词2 6 1 8 铝合金i 形变热处理，、熔体高温过热，、显微组织，高温 抗控强度 | l 中南大学博士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t t w e l v ek i n d so f a l l o y2 6 18c o n t a i n i n gd i f f e r e n tp e r c e n t so fe l e m e n t s w e r e p r e p a r e du s i n g d i f f e r e n tm e l t - t r e a t m e n t p r o c e s s e s t h e m i c r o s t r u c t u r e so ft h e s ea l l o y sa tv a r i o u ss t a t e sw e r ee v a l u a t e du s i n g o p t i c a lm i c r o s c o p y ,s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( s e m ) a n d t r a n s m i s s i o ne l e c t r o n m i c r o s c o p y ( t e m ) t h e r o o ma n de l e v a t e d t e m p e r a t u r e m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s a sw e l la st h e c o m p r e s sc r e e p p r o p e r t i e s o ft h e s e a l l o y s w e r es t u d i e d s y s t e m a t i c a l l yu s i n g b r i n e l l h a r d n e s sa n di n s r o nt e n s i l et e s ta d p a r a t u sa sw e l la sg l e e b l e - l5 0 0h e a t s i m u l a t i n ga p p a r a t u s t h em a i n c o n t e n t sa n dr e s u l t sa r ea sf o l l o w s ： t h ep r e c i p i t a t i n gp h a s e sw i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c so fu n i f o r m i t ya n d d i s p e r s i o nc o u l db eo b t a i n e di na l l o y2 6 18t h r o u g ht h e r m o - m e c h a n i c a l a g i n gt r e a t m e n t t h e w i d t ho fp r e c i p i t a t ef r e ez o n ei nt h ea l l o yw a s d e c r e a s e d a p p a r e n t l y t h er o o mt e m p e r a t u r e t e n s i l ep r o p e r t i e so f t h ea l l o y i n c r e a s e db v10 - 17 a n d e l o n g a t i o n d e c r e a s e d r e m a r k a b l y a f t e r t h e r m o m e c h a n i c a la g i n gt r e a t m e n tw i t l1 1 1 6 c o m p r e s sd e f o r m a t i o n t h eh e a t - r e s i s t a n t p r o p e r t i e s o fa l l o y2 618c o u l db e i m p r o v e du s i n g t h e r m o m e c h a n i c a la g i n gt r e a t m e n t t h ec o a r s en e e d l e 1 i k eo rn u b b ya 1 9 f e n ip h a s ee x i s t e di nt h ec a s t m i c r o s t r u c t u r eo fh i g hc o n t e n tf ea n dn ia l l o y2 6 18 f 2 撑1 a f t e rh o t e x t r u s i o n i tw a sb r o k e ni n t oc o a r s em u l t i a n g l ea i o f e n ip a r t i c l e s t h e c o n t e n t so ff ea n dn ih a v en oe f f e c to na g i n gc h a r a c t e r i s t i ca n dt h e h a r d n e s so ft h ea l l o ya f t e ra g i n g t h ec o a r s ea i o f e n ip h a s ei na l l o y2 618 c o u l db eb r o k e nb e t t e ra f t e rt h ea l l o yw a ss u f f e r e dl a r g e rq u a n t i t ya n d h i g hr a t ea sw e l la sm u l t i d i r e c t i o nd e f o r m a t i o na tl o w e rt e m p e r a t u r e i nt h ec a s to fa l l o y2 618 t h e r ee x i s t e ds t r u c t u r ei n h e r i t sp h e n o m e n a o fc o a r s ea 1 3 f ea n da 1 9 f e n ip h a s e s w h i c hw e r ei na 1 f em a s t e ra l l o y a n da l l o y2 6 18r e s p e c t i v e l y t h es t r u c t u r ei n h e r i t sc o u l db ee l i m i n a t e d w h e nt h ea l l o yw a so v e r - h e a t e da t9 6 0 f o ra b o u t3 0 m i n t h ee l e v a t e d t e m p e r a t u r ea n dr o o mt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e so f t h ea l l o yc o u l db e e n h a n c e dr e m a r k a b l ya tt h es a m et i m e a t i e rm e l to v e r - h e a tt r e a t m e n t t h eu n i f o r m l ya n dl i t t l en e e d l e l i k e a 1 9 f e n ip h a s ew a so b t a i n e di nt h ei n g o to fh i g hc o n t e n tf ea n dn ia l l o y 2 6l8a l l o y e dw i t l lz i r c o n i u mf 4 撑) t h ea 1 9 f e n ip h a s ew a si nt h ef o r mo f l i t t l ep a r t i c l e sa f t e rh e a te x t r u s i o n d u et ot h er e t a r de 腑c to fl i t t l ea 1 1 z r p a r t i c l e s t ot h er e c r y s t a l l i z a t i o n t h eg r a i ns t r u c t u r eo fa l l o y2 6l8w a s i i l 孛蠢太学祷童学位论文 a b s t r a c t v e r ys m a l l 。强ee l e v a t e dt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e sa n d e l o n g a t i o no f t h ea l l o yc o u l db ee n h a n c e da p p a r e n t l ya to n et i m e a f t e rm e l to v e r - h e a t t r e a t m e n to nh i g hc o n t e n tf ea n dn ia l l o y2 6 18a l l o y e dw i t hz i r c o n i u m a n dm a n g a n e s e ( 5 # ) ，t h es m a l la 1 9 f e n ip a r t i c l e sw e r ea l s oo b t a i n e da f t e r i tw a sh e a te x t r u d e d t h ep r e c i p i t a t ep h a s e sw e r es m a l l e ra n dt h ew i d t ho f p r e c i p i t a t ef r e ez o n e s p f z ) i n t h ea l l o yw a sn a r r o w e rd u et ot h ee f f e c to f m a n g a n e s e t h er o o ma n de l e v a t e dt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e so f t h e a l l o yw e r ee n h a n c e do b v i o u s l y a tt h es a m et i m e t h ea 1 1 t ip a r t i c l e si na 1 5w t t im a s t e ra l l o yw e r es m a l la n d u n i f o r m i t y a f t e r s e v e r e l y e x t r u s i o nd e f o r m a t i o n 。 踢# nt h ea d d i t i o n a m o u n to ft i t a n i u mi nt h ef o r mo ft h i sm a s t e ra l l o yw a ss m a l l e rt h a n 0 5 w t t i t a n i u mm a d et h eg r a i ns t r u c t u r eo fc a s ta l l o y2 6 18v e r ys m a l l e r al a r g ea m o u n to fd i s p e r s i v ea 1 1 曩p a r t i c l e sr e t a r d e di n t e n s i v e l yt h e r e c r y s t a l l i z a t i o na n dt h eg r a i ng r o w t ho f t h ea l l o y , s ot h eg r a i ns i z eo ft h e a l l o ya f t e rh o t - e x t r u s i o na n dq u e n c hw e r es m a l l e re v i d e n t l y t h ea l l o y i n g e f f e c to ft i t a n i u mc o u l di n c r e a s er e m a r k a b l yt h ee l e v a t e dt e m p e r a t u r e i n s t a n t a n e o u st e n s i l ep r o p e r t i e so ft h ea l l o ya t2 5 0 a n dt h a to f 也ea l l o y w h i c hw a se x p o s e da t2 5 0 f o rlo oh o u r s t h ev e r yl i t t l ea 1 n p a r t i c l e sw e r ed i s t r i b u t e de v e n l yi na l l o y2 6 l8 a f t e rs t i r r i n gc a s t i n gu s i n gi n t e r m i x t u r eo fs u b - m i c r o m e t e ra 1 n p a r t i c l e s a n dc o m p l e xs o l v e n t ，w h i c hw e r em i x e dw i t hh i g h - e n e r g yb a l lm i l l + t h e g r a i ns i z e so f t h ea l l o y ( 1 搿) a f t e rh o te x t r u s i o na n d q u e n c ha g i n gw e r e r e m a r k a b l yd e c r e a s e dd u et ot h ee x i s t e n c eo ft h e s ea l np a r t i c l e s t h e a d d i t i o na 1 n p a r t i c l e s c o u l di n c r e a s e r e m a r k a b l y t h ee l e v a t e d t e m p e r a t u r ei n s t a n t a n e o u st e n s i l ep r o p e r t i e so ft h ea l l o ya t 2 5 0 a n d t h a to f t h ea l l o yw h i c hw a s e x p o s e d a t2 5 0 f o r1 0 0h o u r s 。 t i ne l e m e n td i s t r i b u t e de v e n l yi n 像em i c r o s t r u c t u r eo fc a s ta l l o y 2 6 18a n dd e c r e a s e dt h eg r a i ns i z eo ft h ea l l o yi nc a s ta n dc o l dr o l ls t a t e t i nd e c r e a s e dt h ee l e v a t e dt e m p e r a t u r ei n s t a n t a n e o u st e n s i l ep r o p e r t i e sa 主 2 5 0 ，b u te n h a n c e dt h er o o mt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e sa n dh a dn o e f f e c to nt h ee l e v a t e dt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e so ft h ea l l o y2 6 1 8 w h i c he x p o s e da t2 5 0 f o r1o oh o u r s as m a l la m o u n to fy t t r i u ml e dt ot h ed e c r e a s eo ft h ea m o u n to f p r e c i p i t a t ep h a s e ，s ot h a tt h er o o mt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e s a n d e l o n g a t i o no f t h ea l l o ya n di t se l e v a t e dt e m p e r a t u r et e n s i l ep r o p e r t i e sa t 2 5 0 r e d u c e d b e c a u s e y t t r i u mm a d e 壕eg r o w i n gv e l o c i t yo f p r e c i p i t a t e p h a s e s s l o wi nh i g 1 t e m p e r a t u r ee x p o s u r e a n dt h ei n t e r m e t a l l i c c o m p o u n d sw e r ea l s ob e n e f i t e dt ot h ei n c r e a s eo fe l e v a t e dt e m p e r a t u r e 孛南大学博士学往论文a 8 s r a e t t e n s i l ep r o p e r t i e so fa l l o y2 1 6 8 ，y t t r i u mc o u l di n c r e a s e dt h ee l e v a t e d t e m p e r a t u r e i n s t a n t a n e o u st e n s i l e p r o p e r t i e s o ft h e a l l o y 2 6l8w h i c h e x p o s e d a t2 5 0 f o rl o oh o u r s w i t h 也ei n c r e a s eo fc r e e pt e m p e r a t u r e 也ea p p a r e n tc r e e ps t r e s s e x p o n e n t o f1 拌，3 # a n d5 拌a l l o y sd e c r e a s e da p p a r e n t l y , b u tt h a to f a l l o y4 j ! c h a n g e d al i t t l e 。a f t e ri n t r o d u c e d 氇et h r e s h o l ds t r e s s 。氆em o d e li nw h i c h t h em i c r o s t r u c t u r ed i dn o t c h a n g ec o u l de x p l a i nt h ec r e e pb e h a v i o ro f l 拌 3 敬4 器a n d5 毒a l l o y ss a t i s f a c t o r i l y t h et h r e s h o l ds t r e s sm a yb eo b t a i n e d b ye x t r a p o l a t i n gt h ec u r v eo f 彩8 o c o m p a r e dw i 也l 撑a l l o y , t h ec r e e pr a t eo f3 撑a l l o yi nw h i c ht h e r e w e r em o r ea m o u n to fl i t t l e a 1 攥e n i p a r t i c l e s d e c r e a s e da n dt h e t h r e s h o l ds t r e s so ft h ea l l o ya t2 0 0 a n d2 5 0 i n c r e a s e d r e s p e c t i v e l y 醅l l a n d 豫凇a ，b u ti t s a p p a r e n te r e e p s t r e s s e x p o n e n ti n c r e a s e d s l i g h t l y a sf o r4 拌a l l o y , d u et ot h ee r i e c to fl i t t l ea l o f e n ip a r t i c l e sa n d d i s p e r s i v ea h z rp a r t i c l e sa sw e l la st h ei n f l u e n c eo ff i n e rg r a i ns i z e ，i t s t h r e s h o l ds t r e s sa t2 0 0 d e c r e a s e d b y2 0 m p aa n dt h a t a t2 5 0 i n c r e a s e db y5 3 m p a 。d u et ot h es m a l l g r a i ns i z e 嫩a l l o y4 搿i t sc r e e pr a t e w a sc o r r e s p o n dw i t ho rs l i g h t l y h i g h e rt h a nl 毒a l l o y a sf o r5 撑a l l o y , b e c a u s eo ft h en a r r o w e rp f z a n dt h ef i n e rp r e c i p i t a t ep h a s e t h ee f f e c to f l a r g ea m o u n t o fl i t t l ea l e n i p a r t i c l e sa n dd i s p e r s i v ea 1 3 z rp a r t i c l e s ，i t s c r e 印v e l o c i t yd e c r e a s e db y1l e v e lt h a nt h a to f l 撑a l l o y , a n d i t st h r e s h o l d s t r e s si n c r e a s e d b y2 6 涩aa t2 0 0 a n d2 9 蛭p aa t2 5 0 。b u tt h e a p p a r e n tc r e e ps t r e s se x p o n e n tc h a n g e dal i t t l e k e y w o r d s a l l o y2 6 18 ，t h e r m o - m e c h a n i c a la g i n g t r e a t m e n t ，m e l t h i g ht e m p e r a t u r eo v e r - h e a t i n g 。m i c r o s t r u c t u r e ；e l e v a t e d t e m p e r a t u r e t e n s i l e p r o p e r t i e s v 原创性说明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师的指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获 得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的 同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：蟛日期：垃年。l 月j l 日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的 全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校 可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 储妣趟翩躲粉吼盟年上月土日 博士学位论文 第一章文献综述 1 1 弓l 言 第一章文献综述 在目前工业上应用的工程合金中，温度在1 0 0 以内时，时效锅台金具有最高 的魄强度。然箍，在1 0 0 以上的凑温条 串下，锅会金黪力学性熊迅速下降，这 主瓣是由予决定其强度的细小沉淀相的粗化引起的u 1 改蒋铝合盒高温性能的一 个黧要途径就是罴耀快速凝园或掇攘会金纯技本生产含鸯态度过锪霸辨、在固态 铝熬体中扩散缓慢的过渡族的铁、钛、铬等元素的薄片或粉末，然后固结加工获 褥大块楗辩。熟弱年载孛麓先磊努发斡a 1 f e e e 、越零e - v s i 等快速凝霆瓣热键 合金和近来研究的a 1 t i 机械合金化耐热铝合金1 2 。3 】。但用上述方法生产的耐热铝 会余残本裹，技术榷强，曩彦复杂，案l 建交形产菇困难。溅魏，爨离黄统的交影 耐热铝合金的耐热溆度或高温性能，仍然舆有十分藿要的现实意义。 1 2 耐热铝合金及其分类 所谓耐热铝合金，是指在高温下有足够的抗氧化性和谯温度及载荷( 动态的 和静态的) 的长时闯作用下，具有抵抗塑傲变形( 蠕交) 和破坏能力的金属和合 金。耐热铝合金由于具有导热性好和比重辍等优点，所以在航空靛天上得到广泛 利用，比如航空发动机的汽缸头和活塞，飞机蒙皮等。一般将耐热铝合金分为铸 造耐热铝合念积变形耐热铝含金，j 珏年来舞发的耐热铝合众可归为凝型耐热铝会 金。 铸造状态驰铝会金，阉变形状态合金槌魄，缀织粳大，分毒誉均匀，绽往骞 缩松、气孔( 针孔) 、偏析和夹杂等缺陷，故其强度和塑性都比变形态低，但是， 铸戆状态会众黪瓣热性爱嚣滋变形态翦离。铸造状态会金瓣稳定缀绫吴褰较大静 不均匀性，铸造合盛中的第二相沿晶界形成薄膜或网状骨架，阻碍扩散过程及位 错运动，嚣藏铸造会金在熬热释没窍霉结鼓，鑫粒长大籁麓夺，魏舞，铸态组织 中螺慰位错较多，i ? 玎螺型位错与刃捌位错不同，它只能滑移，不能发生攀移，故 铸造态会金豹抗褥交麓力强，霆魏荬耐燕程魄交形态高秘。 变形铝食金在熔炼成锭予以后，要轧制成各种掇材、带材、棒材、线材和型 撼士学位论文 第一摩文献综述 材等半成品，敞需要有良好的塑性变形能力。为此含金的组织成主簧为嗣溶体， 毽为? 提褰强度，会爱孛应键会一定数爨斡繁二媚，因此，笳二组露鹃含爨可以 超过其极限溜解度。但糟第= 棚是硬脆相，则只能少许超过，甭则会因第_ = 相太 多，会佥整性辩僬，量难豁鞣露藏奉砉。 近：十举来，采用机械会金化、快速凝圃，粉米冶金技术( r s p m ) 、喷射沉 攀 等方法生产窭了瓤鳖穗熬镊合金。爨瓣援城合金纯饔快速凝黧技术筘棚霹黻获褥 过饱嬲嗣溶体，其爨港度比警臻态火丈提裹，在随艏的处理过程中静亍出高体积分 数熬豫教第= 稷粒子，这释粒予是嵩瀑下嚣露稳定爨金壤鬻鼗龠物，熬蠢数黉羹搓 离瓣热锻合鑫熬使爨滠发襄崧瀑强度，是投毒发展兹途豹耐热锻会佥。 2 1 铸造耐热错岔叠鼬 铸造a l - $ i - m g 系锯合金黼热槛低，其工季篝溢度一般祗予1 8 5 。当要箍离王 作滋度至2 0 0 - 2 2 5 对，应蕊震铸造a l - s i c u - m g 系会禽，鬣灸该合愈串存在耐熬 性好的w ( a i x m g s s i 4 c u 4 ) 褶。内燃枫活塞材料，一般采褥a 1 s i 类活塞龠金。 在镶礁食金巾宓羹入c u 、n i 袅产生裁的辩热秘，可以撼蒿会金的辩热滠度。在遗 共晶铝磁合盘中加入稀土，可显著提高耐热性。铝礁合金总体强度水平不商，耐 热经低，豫瀵塞锯会鑫辨，巍纛只髓在2 2 5 以下王传，欲达廷寒水平，器弱键 锕类会金。 锻锈类念金鼙邈器熬楚蠼强诧，宅蠢缀褰懿室瀑捉藏性能，鑫器类键会佥孛 其耐热憔也蠼好，常用作予2 5 0 _ 3 5 0 工作的耐热锅合金或高强铝念金的基础。 a t - c u - m n - t i 系客孝夸予t m n ，热薤遴瑟形戏大蹩赛漫下爨较稳定、不荔聚嶷 长大、熬热凝性寒豹二次a t | 2 c u m n 2 质点弥教分蠢予a 基体中，部分纫、次生 a i 2 e 竦蠹毪稳受不遥续弼捩努毒予d 爨赛，大大挺辫会鑫熬瓣熬瞧。 镶秘铼，镧，锻等均形戏共晶型耀疆，共最漫发在6 3 5 ，6 4 0 c 之闲。在a 1 c e 含金系串，予5 6 4 5 楚澎藏a h c e 糖，其络点梵1 2 5 0 。警澄发炎6 3 8 。c ( 莛菇 溢魔辩，铈在a ( a i ) 孛靛溶解凄藩0 0 5 ，显溢凌下海镣漪圈溶魔不交，攘 之a h c e 成分一定，缔拇菱瓶合金在离瀣下摄稔定，且箕熬篌俊穰商，掰浚a l 。e e 幕合念蠢缀赢豹热礤性。毽：嚣a l * 鼯往戆不高，斑鸯珏入c u ，m n 强纯。 。2 2 整辫耐热镄会金时 变形合愈需要有良好酌遵德变形能力，台盒的奎要组成相为固溶体，为了挺 离强度，含众中舞镪食少量瓣露二相。 博士学位论文 第一章文献综述 硬铝l y l 2 ( 2 0 2 4 ) 为a 1 c u - m g m n 系合金，主要强化相为0 ( c u a l 2 ) ，s ( c u m g a l 2 ) ，m n a l 6 耀，当c u m g 逐渐减小时，主要强化楣由0 耀过渡到s 相。 s 相具有很高的室濑强度，鼠耐热健也较商，因此辩热硬锚皆保持较低的铜镁比， 以获褥( d + s ) 组织。该会衾主要用作1 5 0 。c 以下工作的零l 牛，如用作飞机蒙皮、 骨架、肋粱、隔框铸高强度结构件。常用俸高温下工作的零件，如航空发动机压 气枧盼叶片磐。 硬铝l y l 6 ( 2 2 t 9 ) 为a i c u - m n 系耐热锅合金，其退火组织n ( a 1 ) + e ( c u a l 2 ) + t ( c u m n 2 a l i 2 ) 攘劳有少爨静t i a l 3 相。食金在人工时效状态下使用时，其主要 强化相为o ( c u a l 2 ) 。合盒在固溶娥理的加热过程中，同时进行两个过程：c u a l 2 相渗入基俸，露t ( c u m n 2 a i l 2 ) 榴从基体亳跨出，并成点状弥教分农，二者均夺助 予增加合金的高温强度。其挤压和模锻制潞可在2 0 0 3 0 0 下工作，板材可用作 在嶷湿毒曩麓滠使用躲焊接传，可作发动机的导轮、压气机时片、越毒速飞机结构 材料。 硬铝t y l 7 与l y l 6 月属a i c u m n 系瓣热铝合金，其成分差别在于l y l 7 含 有0 2 5 0 4 5 镁，但不台锚。l y 7 的室温和1 5 0 2 5 0 强度稍高，塑性稍低，耐 热健不及l y l 6 会盒婷，已藻本被l y l 6 舍金所取代。 锻铝l d 7 ( 2 6 1 8 ) 为a 1 一c u - m g f o - n i 系耐热铝合金，可在1 5 0 - 2 2 5 c 范围内使 雳；j 迦类会愈除了鸯是够数量豹s 媚，还阏时热入f e 和n i ，当f e ：n i = l 时，形 成f e n i a l 9 相，可湿著提商合金的高温强度。合盒的主要组成相为c t ( a i ) 、s ( c t u x g a h ) 、f e n i a 每及少星戆a i c u n i 、m 9 2 s i 穗，在航空工业中傍时片、时耱 及擞等高濒工作零件。l d 8 和l d 9 合金均属于a 1 c u m g f e n i 系耐热铝合金， 毽凡孚完全棱l d 7 ( 2 6 t 8 ) 聚取代。 l d l 0 ( 2 0 1 4 ) 属于a 1 * m g s i c u 系锻锅，含脊少量的锰，为高强度硬铝，并 莛窍鞍努戆瓣熬毪。主要樱缀藏物蠢：8 ( a 1 ) ，m 敬袋，e ( c u a l 2 ) ，s ( a 1 2 c u m g ) ， w ( c u 4 m g s s i 4 a 1 4 ) 及杂质相( f e m n s i ) a 1 6 等。此外，l d il 也可认为是耐热锻 爨，该合佥懿季誓煮楚耗学裁分和摇鳃成复杂，嚣含霄较高戆铁葶器镣，鼓其蠢较好 的耐热性能。 1 2 3 新溅耐热铝合金 菜些铸逡锯合龛虽然羲雪蒸强发滋交形鹈合金鬻，餐堂瞧燕工魏辘差，嚣传统 的黼强度变形铝合众在1 5 0 4 c 以上工作环境中，由于起强化作用的析出相长大， 失去了强纯俸瘸焉冤法继续镬爱嘲。 自8 0 年代以来，由于喷射沉积和快速凝固粉米冶金技术的发展，出现了新型 毒圭学位论文 第牵文献综述 耐热镪舍龛。这类快速凝蹰耐热镪舍金含蠢嚣静或嚣秘以上在平缴条 牛下几乎不 固溶于铝的过度族金属元綮( 如f e 、n i 、t i 、z r 、c r 、v 、m o 等) 和稀土元素( 如 l a 、c e 、c a 等) ，这些元豢以裹滚稳定毫弹性援熬嚣教懿金属耀能会魏存在，飙 而强化了撼体和晶界。快速凝固耐热铝合金正是依靠这种强化相而表现出优良的 室漂移衰瀑综合力学蛙熊，成麓靛窆簸天领域备受毒辣熬合金系之一。美国空军 在7 0 年代后期资助了一些研究项目，旨在开发在3 5 0 c 温度下能取代钛合金的新 墼锾会金 9 t i 翻。 为了谯快速凝固耐热铝合金的结构中含有大爨、稳定和均匀的弥散楣，在选 撂会金缀分嚣一般遵循戳下嚣令瑷剩： ( 1 ) 选用的过渡族或稀土元素在液态铝中有较大的溶解度，而猩固态锅中的平 餐霾溶度较套，萋平餐国溶发较大，这样才能蓑快凝粉寒含舂大鬟爨遘 饱和固溶体，并在之后的热挤压成烈时形成大量的弥散相。 ( 2 ) 这蔼戆过渡族或耩主元素套强态锯孛貔扩教系数应较小，激傈涯形戏豹露 散棚有良好的热稳定性。 租攘会金纯( 蒜能球纛) 是6 0 零代寒出b e n j a m i n 髻1 1 发震超袋兹一穆翻各合 金粉末新技术。近年来，对该技术的研究已拓宽到研制纳米鼎体材料、非晶材料、 过锈和霾溶合金纛众满阉纯合甥l 淞潍，在蒜铯球纛过程审，混合元素粉泰跑镶不 受食金固溶度的限制，因此，合金元素的强化作用可得到充分发挥。用机械合金 纯工艺莓嗣得过镶稷霾溶凌比侠遽凝嗣技零更毫豹舍金耱笨，在隧螽豹浇结或退 火处理中，可析出大量的细小弥散的金属间化合物，这些弥散析出相在高温下非 常稳定，霞合金爨蠢较高静辩燕豫筢，嚣魏已爱该工艺玺产了a 1 f e 、a l 榛等系 列的新型耐热铝合众【i s , 1 0 。 1 3 耐热锚合金研究现状 1 3 1 铸遥掰寸热铝台金 在a 1 - 2 1w t s i 合金中加入稀元素不仅可戳细纯共潞硅，还冒对初酷硅怒 变质作用【l7 1 ，稀土的作用童要是降低硅相形核的溆度，即增加合金液的过冷度。 在z l l 0 8a i s i 合盒中，添船一定麓盼稀元素势采用激光表面熔化处理谭孩提 高该合金缎织在高温下的稳定性，同时在掰凝固的铝中出现堆垛鼷错，它们都与 再凝固酶锱中过薰的铈元索有关【嘲。在r r 3 5 0 合衾中，要求组织为缅晶粒的多元 共晶体，且不允许肖粗大棚析出，为此加入少量的含金元索如z r ，m n ，t i 等以 保证合金的力学性能【l 鳓。辩a i ，r e - c u - m n s i 合盒的性能及微观缡构特征研究表 毒 搏士学位论文 第一牵文献综述 明，5 5 r e