放电等离子体烧结Al-4.5Cu合金的组织与性能

利用放电等离子烧结制备Al-4.5Cu(质量分数,%)合金,并对其进行固溶、淬火和时效处理。通过X射线衍射、扫描电镜和透射电镜进行结构表征以及拉伸力学性能测试,研究颗粒界面结构和界面析出行为及其对力学性能影响。结果表明:放电等离子烧结Al-4.5Cu合金颗粒界面由Al₂O₃纳米颗粒、粗大Cu Al₂相和纳米微孔组成。热处理后,Al-4.5Cu合金颗粒界面附近析出尺寸为150～600 nm的CuAl₂相,同时形成宽度为40～60 nm的无析出区。屈服强度和抗拉强度分别从95 MPa和229 MPa增加至280 MPa和378 MPa,断后伸长率从11.8%下降为6.0%。强度增加主要归因于热处理过程中析出相的弥散分布,以及材料的致密化;塑性下降主要是由于拉伸变形过程中,无析出区率先发生塑性变形,导致位错从无析出区向颗粒界面附近的Cu Al₂相堆积,造成应力集中,促使裂纹沿颗粒界面扩展,材料伸长率下降。