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。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。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