Zr与Er复合添加后的高Mg铝合金耐磨性能研究

Al-Mg系(5系)铝合金具有良好的加工性、耐腐蚀性和焊接性等,但中等硬度限制了其耐磨性的发挥。本研究在5系铝合金的主要元素Al-xMg-0.5Mn的基础上复合添加质量分数为0.14%Zr和0.35%Er,研究稀土高镁铝合金中(Mg含量最高达9.28%)Mg含量对其显微组织及摩擦磨损性能的影响。随着Mg含量从2.96%增加到9.28%,Al-xMg-0.5Mn-0.14Zr-0.35Er合金中形成的(Al, Mg, Mn, Er, Zr)复合白色相不断增多,尺寸不断增大,由棒条状变成细小鱼骨状,最后形成粗大鱼骨状。随着Mg含量从2.96%增加到9.28%,Er、Mg元素经常“相伴偏聚”,主要以Al(Er_xMg_1-x)和Al(Er_x(Mg, Mn)_1-x)相形式存在,由块状复合相转变成均匀分布的(Al, Mg, Mn, Er)复合相,具有一定强化作用,可显著改善合金摩擦磨损性能。复合添加0.14%Zr和0.35%Er后,合金的磨损方式从粘着磨损及磨粒磨损的混合磨损(Mg含量在2.96%～5.15%)转...     

Mg、Mn成分优化对5083铝合金组织和性能的影响北大核心

设计了不同Mg、Mn含量的5083铝合金,采用室温拉伸、硬度测试和剥落腐蚀等实验,研究了Mg、Mn含量变化对5083显微组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响,得到了最优的成分。当Mg含量在4.3%~4.4%,5083的力学性能和耐腐蚀性能较高。Mn含量在0.7%~0.8%,5083力学性能较高;而当Mn含量在0.5%~0.6%时,5083剥落腐蚀程度较低。实验室条件下得到力学性能和耐腐蚀性能优良的5083铝合金的Mg含量为4.38%,Mn含量为0.61%,该成分合金退火状态下的抗拉强度为209.1 MPa,硬度为87 HV,断后延伸率为16.04%,剥落腐蚀等级为PA级。Mg在5083合金中能形成Mg_(2)Al_(3)相,复合相Al-Mg-Cr、Al-Mg-Mn-Fe脆硬相,会降低5083合金塑性和韧性。Mn在5083中能形成AlMn_(0.75)Fe_(2.25)、Fe_(19)Mn等相,Al-Mg-Mn-Fe、Al-Mn-Fe-Si、Al-Mn-Fe复合相与Al基体间的界面为剥落腐蚀的主要根源。     

Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金均匀化退火过程中Mg、Mn元素显微偏析的DICTRA 模拟

基于DICTRA动力学软件的MOB2和Al基数据库对 Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金在470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的显微偏析情况进行了模拟计算。采用了模拟结果与显微组织观察相结合的方法,并使用偏析因子来评价470℃不同时间均匀化退火过程中Mg和Mn元素的偏析程度。在470℃不同退火时间Mg和Mn元素的偏析因子有如下变化：退火8.3小时后,Mg的偏析因子约为0.94,接近1.0,而Mn的偏析因子在0.78~1.3之间；在退火11.1小时后,Mg的偏析因子约为1.0,表示Mg的浓度基本扩散均匀,而Mn的偏析因子依然在0.78~1.3之间；退火27.8小时以后,Mn的偏析因子为0.8~1.3,与11.1小时相比只有微小的变化。根据计算结果,Mg引起的微观偏析可通过均匀化退火消除,470oC下最少退火时间为11.1小时；而Mn引起的微观偏析即使是470oC下退火保温时间为27.8 ~30小时依然不能消除。这为Al-Mg5.0-Mn0.5铝合金退火工艺的选择提供了参考。