微合金化调控7075铝合金的微观组织与力学性能

doi:10.13251/j.issn.0254-6051.2024.09.010

金属热处理 ›› 2024, Vol. 49 ›› Issue (9): 58-63.DOI: 10.13251/j.issn.0254-6051.2024.09.010

微合金化调控7075铝合金的微观组织与力学性能

陈子健¹, 林业佳¹, 李传强¹, 邓仁昡², 董勇¹, 章争荣¹

1.广东工业大学材料与能源学院, 广东广州 510006;
2.东风日产乘用车公司, 广东广州 510800

收稿日期:2024-03-18 修回日期:2024-07-23 出版日期:2024-09-25 发布日期:2024-10-29
通讯作者: 李传强,副教授,博士,E-mail: chuanqiang.li@gdut.edu.cn
作者简介:陈子健(2001—),男,硕士研究生,主要研究方向为轻合金的组织性能调控,E-mail: 2511226791@qq.com。
基金资助:
广东省自然科学基金面上项目(2023A1515012299);广东省自然科学基金青年提升项目(2024A1515030065);广州市基础与应用基础研究-科技精英“领航”项目(2024A04J6299);广州市科协青年科技人才托举工程项目(QT2024-12);大学生创新创业训练计划(xj2023118450625)

Regulating microstructure and mechanical properties of 7075 aluminum alloy via microalloying

Chen Zijian¹, Lin Yejia¹, Li Chuanqiang¹, Deng Renxuan², Dong Yong¹, Zhang Zhengrong¹

1. School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou Guangdong 510006, China;
2. Dongfeng Motor Corporation Passenger Vehicle Company, Guangzhou Guangdong 510800, China

Received:2024-03-18 Revised:2024-07-23 Online:2024-09-25 Published:2024-10-29

摘要/Abstract

摘要： 采用同步添加微量Ni、RE(La和Ce)和Mg合金元素,对试验合金的微观组织、相组成、拉伸性能和硬度进行对比研究,以调控7075铝合金的微观组织和力学性能。结果表明:经Ni-RE-Mg微合金化处理后,铸态7075铝合金第二相种类没有发生变化,但其含量有所提高,同时晶粒尺寸得到一定细化;合金的拉伸性能也得到一定提高,当Ni-RE-Mg质量分数为0.2%时,铸态合金的抗拉强度最大,为338 MPa。经固溶时效处理后,总体上合金化元素含量越高,合金中析出的第二相越多,时效硬化现象越明显,当Ni-RE-Mg质量分数为1.0%,经固溶和6 h时效处理后,合金硬度达到最大值155.2 HV0.5。

关键词: 7075铝合金, 稀土元素, 微合金化, 微观组织, 力学性能

Abstract: Microstructure, phase composition, tensile properties and hardness of a series of modified 7075 aluminum alloys were comparatively studied by co-adding trace elements of Ni, RE (La and Ce) and Mg, so as to regulate the microstructure and mechanical properties of the 7075 aluminum alloy. The results show that after Ni-RE-Mg microalloying, the type of second phases in as-cast 7075 aluminum alloy does not change, but their content increases, and also the grain size is refined to some extent. In addition, the tensile property of as-cast 7075 alloy is improved via Ni-RE-Mg microalloying, and the maximum tensile strength of the as-cast alloy is 338 MPa when the mass fraction of Ni-RE-Mg is 0.2%. After solution treatment and aging, the precipitated phases in the alloy increase and the age-hardening phenomenon is more obvious with the increase of microalloying element content. When the Ni-RE-Mg mass fraction is 1.0%, the maximum hardness of the 7075 alloy after solution treatment and aging (6 h) reaches 155 HV0.5.

Key words: 7075 aluminum alloy, rare earth element, microalloying, microstructure, mechanical properties

中图分类号:

TG166.3

陈子健, 林业佳, 李传强, 邓仁昡, 董勇, 章争荣. 微合金化调控7075铝合金的微观组织与力学性能[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 58-63.

Chen Zijian, Lin Yejia, Li Chuanqiang, Deng Renxuan, Dong Yong, Zhang Zhengrong. Regulating microstructure and mechanical properties of 7075 aluminum alloy via microalloying[J]. Heat Treatment of Metals, 2024, 49(9): 58-63.

参考文献

[1]王琳锐, 王开, 何乃军, 等. 热处理对镍合金化7075铝合金凝固组织结构及力学性能的影响[J]. 特种铸造及有色合金, 2022, 42(2): 179-184.
Wang Linrui, Wang Kai, He Naijun, et al. Effects of heat treatment on solidification microstructure and mechanical properties of Ni alloying 7075 aluminum alloy[J]. Special Casting and Nonferrous Alloys, 2022, 42(2): 179-184.
[2]杨乐, 李秀艳, 卢柯. 材料素化: 概念、原理及应用[J]. 金属学报, 2017, 53(11): 1413-1417.
Yang Le, Li Xiuyan, Lu Ke. Making materials plain: Concept, principle and applications[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2017, 53(11): 1413-1417.
[3]唐鹏, 刘倩男, 谢振浩, 等. Cu含量对7075铝合金微观组织与力学性能的影响[J]. 特种铸造及有色合金, 2023, 43(6): 830-835.
Tang Peng, Liu Qiannan, Xie Zhenhao, et al. Effects of Cu content on microstructure and mechanical properties of 7075 aluminum alloy[J]. 2023, 43(6): 830-835.
[4]王会阳, 安云岐, 李承宇, 等. 稀土在铝和铝合金中应用的研究及进展[J]. 稀土, 2012, 33(1): 74-80.
Wang Huiyang, An Yunqi, Li Chengyu, et al. The research progress of rare earth application in aluminum and aluminum alloys[J]. Chinese Rare Earths, 2012, 33(1): 74-80.
[5]潘利文, 罗涛, 林覃贵, 等. 稀土铝合金最新研究进展[J]. 轻合金加工技术, 2016, 44(9): 12-16.
Pan Liwen, Luo Tao, Lin Qingui, et al. Latest research progress of rare earth aluminum alloy[J]. Light Alloy Fabrication Technology, 2016, 44(9): 12-16.
[6]曹大力, 石忠宁, 杨少华, 等. 稀土在铝及铝合金中的作用[J]. 稀土, 2006, 27(5): 88-94.
Cao Dali, Shi Zhongning, Yang Shaohua, et al. Effects of rare earth on aluminium and its alloys[J]. Chinese Rare Earths, 2006, 27(5): 88-94.
[7]孙伟成, 张淑荣, 侯爱芹. 稀土在铝合金中的行为[M]. 北京: 兵器工业出版社, 1992.
[8]王经涛. 稀土元素对铝镁合金超塑性影响的探讨[D]. 沈阳: 东北大学, 1984.
[9]陈今龙, 叶兵, 蒋海燕, 等. Ni对Al-Si-Cu-Ni-Mg过共晶活塞合金组织和力学性能的影响[J]. 热加工工艺, 2021, 50(4): 32-37.
Chen Jinlong, Ye Bing, Jiang Haiyan, et al. Effects of Ni on microstructure and mechanical properties of Al-Si-Cu-Ni-Mg hypereuctic piston alloy[J]. Hot Working Technology, 2021, 50(4): 32-37.
[10]杨玉萍, 苏睿明, 马思怡, 等. Ni元素对Al-Cu-Mn合金组织及力学性能的影响[J]. 有色金属科学与工程, 2023, 14(1): 67-73.
Yang Yuping, Su Ruiming, Ma Siyi, et al. Effects of Ni on structure and mechanical properties of Al-Cu-Mn alloy[J]. Nonferrous Metals Science and Engineering, 2023, 14(1): 67-73.
[11]肖悦辉, 程永奇, 陈宇航, 等. 过渡元素Ni对铸造Al-Mg-Si合金组织和性能的影响[J]. 材料科学与工艺, 2021, 29(4): 58-66.
Xiao Yuehui, Cheng Yongqi, Chen Yuhang, et al. Effect of transition elements nickel on microstructure and properties of Al-Mg-Si alloy[J]. Materials Science and Technology, 2021, 29(4): 58-66.
[12]Wang Tianlun, Xu Xiaojing, Zhang Jie, et al. Effect of Mg on microstructure and properties of 6000 series high strength and high ductility aluminum alloy[J]. Materials Research Express, 2019, 6: 0865a7.
[13]田宇, 袁晓光, 黄宏军, 等. Mg元素对Al-4.4Cu-0.15Zr合金热裂性能的影响[J]. 铸造, 2020, 69(3): 246-253.
Tian Yu, Yuan Xiaoguang, Huang Hongjun, et al. Effect of Mg addition on hot tearing properties of Al-4.4Cu-0.15Zr alloy[J]. Foundry, 2020, 69(3): 246-253.
[14]王井井, 黄元春, 刘宇, 等. Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响[J]. 热加工工艺, 2019, 48(11): 18-23.
Wang Jingjing, Huang Yuanchun, Liu Yu, et al. Influence of Zn, Mg and Cu elements on as-cast microstructure and properties of Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er aluminum alloy[J]. Hot Working Technology, 2019, 48(11): 18-23.
[15]王琳锐. Ni对7075铝合金凝固行为及组织性能影响研究[D]. 重庆:重庆大学, 2022.
[16]朱洪斌. 稀土在7075铝合金中的应用与研究[D]. 赣州:江西理工大学, 2012.
[17]潘复生, 周守则, 丁培道, 等. 稀土7075铝合金中块状化合物的结构和形成规律[J]. 中国稀土学报, 1994(3): 225-229.

微合金化调控7075铝合金的微观组织与力学性能

Regulating microstructure and mechanical properties of 7075 aluminum alloy via microalloying

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	周浩, 王帅, 曾燕屏, 马志宝, 周德, 郭德瑞, 董树青. 长时在役Inconel 783高温合金螺栓的显微组织和力学性能[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 36-42.
[2]	任广笑, 王超, 曹喜娟, 王凯, 王红霞, 程伟丽, 牛晓峰. 时效处理对Mg-Y-Gd-Zn-Zr合金中LPSO相演变及性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 96-102.
[3]	任鹏帅, 秦凤, 周骞, 赵雷杰, 崔护, 彭子奥, 武常生. 等温淬火对含铝无碳化物贝氏体钢组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 103-109.
[4]	张宇, 李圣阳, 魏晓蓼, 柴志松, 李泳. 铬合金化Q&P钢的热处理工艺优化与碳配分行为[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 110-116.
[5]	张青科, 诸汇涛, 陈根保, 陈立田, 夏亚金, 胡方勤, 宋振纶. 形变热处理对新型无Ti马氏体时效钢焊缝组织与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 117-124.
[6]	夏琳燕, 史湘琴, 刘逸卿, 周模豪, 邓蔚. 时效对铸造Al-Si-Cu-Mg合金力学性能和耐蚀性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 152-157.
[7]	万志健, 安涛, 于文坛, 刘学华, 童乐, 赵海. 热处理工艺对42CrMo-R钢轮箍组织及力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 158-164.
[8]	涂正平, 吴逸飞, 于安华, 陈晓伟, 王维俊. 超导磁体热处理对N50H不锈钢铠甲力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 165-168.
[9]	赖春明, 李琴, 周家林, 吴兴欢, 黄艳. 焊后热处理对热丝TIG焊接10Cr9Mo1VNb锅炉用钢组织性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 169-175.
[10]	刘强, 盛智勇, 张超, 李杰, 陈泽, 陈送义, 陈康华. 预变形对7085超强铝合金环件组织与性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 176-184.
[11]	徐锋, 孙强, 贾云浩. 时效处理对15-5PH不锈钢室温和低温力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 191-197.
[12]	马蓼奕, 董志, 杨立新, 李世键, 崔晶, 康冲. 淬火转移时间对16CrSiNi钢回火组织和性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 198-203.
[13]	杨哲, 陈水胜. 时效工艺对ADC12铝合金析出相与力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 216-220.
[14]	李喆, 李睿, 蔡磊, 靳军军. 固溶处理对机车车辆抱轴箱内壁堆焊层组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 226-231.
[15]	汲庆涛, 孙有政, 杨慧, 赵忠超, 史晓明. 时效时间对7175铝合金组织和力学性能的影响[J]. 金属热处理, 2024, 49(9): 242-246.