MSEA | 日本 名古屋大学 | 微量Ti改善Al-Mg-Zn-Cu-Ni合金的高温蠕变性能

文摘   科学   2024-10-08 07:33   浙江  

铝合金由于其轻质高强等特性,在航空航天、汽车等领域得到广泛应用。然而,铝合金的高温蠕变性能一直是限制其应用的关键因素。为提高铝合金的耐蠕变性能,日本名古屋大学的Ruo-Qi Li等人研究了微量Ti添加对Al-Mg-Zn-Cu-Ni合金的微观结构和高温力学性能的影响。该研究发现,Ti的添加显著提高了合金的蠕变断裂寿命,且没有降低合金的高温强度和室温延展性。
研究亮点
  • 向Al–5Mg–3.5Zn–2Cu–2Ni (at%)五元合金中添加了0.1 at% 的Ti,以研究溶质Ti对高温性能的影响。

  • Ti 元素通过包晶反应分布在枝晶 α-Al 相内,因为它们的扩散率低。

  • T-Al6Mg11Zn11相的析出形态因200 °C或300 °C时效样品中α-Al基体中溶质Ti含量而异。

  • Ti的添加延长了五元合金的蠕变断裂寿命,且没有降低高温强度和室温延展性。

  • 局部粗化的析出物由片状富Ti相组成,出现在蠕变过程中溶质Ti含量较高的枝晶α-Al相中。


图1. (a),(c) 显示微观结构的SEM-BEIs 图像和 (b),(d) 对应的Ti添加合金(Al–5Mg–3.5Zn–2Cu–2Ni-0.1Ti)在300 °C时效 (a),(b) 10 小时和 (c),(d) 1000小时后的 EPMA 元素分布图。

图2. (a) 蠕变速率-时间曲线和 (b) 蠕变速率-应变曲线,Ti添加和不添加Ti的合金样品(在 200 °C 下预时效 10 小时)在200 °C 和105 MPa下测试。


作者

该论文的第一作者和通讯作者是来自日本名古屋大学的Ruo-Qi Li博士。日本名古屋大学的 Naoki Takata 教授是该论文的共同通讯作者。

致谢

作者感谢日本学术振兴会 (JSPS) 科研费和轻金属教育基金会 (Light Metal Educational Foundation, Inc) 的支持。

引文格式
R. Li, M. Kondo, T. Suzuki, A. Suzuki, N. Takata, Controlling the addition of solute Ti in Al-Mg-Zn-Cu-Ni alloy for enhanced high-temperature creep properties, Materials Science and Engineering: A 889 (2024) 145859. DOI: https://doi.org/10.1016/j.msea.2023.145859


编译:贺君敬 博士

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