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第7期 蔡元华等：喷射成形含锰高强一Z一MgQu的组织和性能 .759. 时效析出相对铝合金强度或硬度的贡献，但在采用 度的测量起了较大的干扰，故在120℃×24h和 较大载荷时铝合金中含有的MnAl6颗粒对实际硬 130℃×20h时效后的硬度值相差无几 (a) (b) 10μm 。 10 um 图5断口sEM像.(a)120℃×24h:(b)130℃×20h Fig-5 SEM image of fracture surface:(a)120℃×24h:(b)130℃X20h 实验铝合金的断口呈现明显的韧性断裂特征， 出，在随后的热挤压处理中，含锰相在基体的挟裹 即断口表面主要是韧窝，其尺寸比较均匀，尺寸细 下，沿挤压方向发生一定的塑性变形，且长轴趋向于 小.个别沿较大尺寸MnAl6颗粒界面形成的韧窝， 挤压方向；固溶处理对含锰相尺寸的影响不明显，但 尺寸较大，多在1~3m,大多数的韧窝尺寸均小于 会使棒状或片状的含锰的边角出现球化，降低应力 500nm(图6所示)·断口形貌与固溶处理后铝合金 集中，因而有益于材料性能的提高， 具有细小均匀的微观组织是一致的，细小的基体晶 (3)经T6处理后，含锰铝合金的强度高达 粒组织是细小韧窝的一个条件.在断口上还可以看 775MPa,延伸率达到了4.3%；拉伸断口呈现典型 出MnAl6颗粒与柔性的基体结合良好，并未因为铝 的韧性断裂形貌，断面细腻均匀，断口上韧窝均匀细 合金经过热挤压的剧烈变形，使MnAl6颗粒与基体 小，尺寸多小于500nm, 产生剥离，与T6处理相比，铝合金经过130℃× 20h处理后，断口韧窝的尺寸变化不大 参考文献 [1]Chen C Q.Development of ultrahigh-strength aluminum alloys. Trans.Nonferrous Met Soe China.2002.12(Al Alloy Spe cial):22 (陈昌麒.超高强度铝合金的发展.中国有色金属学报，2002； 12(铝合金专辑)：22) [2]Lim S G.Sunamat M,Kaneko J.Age hardening and mechanical properties of rapidly solidified Al-9%Zn-25%Mg-1%Cu alloys containing transition metals.J Jpn Inst Light Met,1991.41: 440 um [3]Kusui J.Yokte T.Osamura K,et al.Development of super high strength Al-Zn-Mg Cu P/M alloys.Mater Sci Forum.1996. 217/222:1823 图6图5(b)中方框区域放大像 Fig.6 Enlargement of the square part in Fig-5(b) [4]Osamura K.Kohno K.Okuda H,et al.Mesoscopic structure of superhigh strength P/M Al-Zn-Mg Cu alloys.Mater Sci Fo- rum,1996,217/222:1829 3结论 [5]Chang J.Moon I.Choi C.Evolution of microstructure and tensile strength of rapidly solidified Al-4.7%Zn-2.5%Mg-0.2% (I)喷射成形制备的含锰的铝合金，经过热挤 Mn alloys.Metall Mater Trans,1998,A 29:1873 压和固溶处理后，具有细小的和均匀的再结晶晶粒 [6]Lim S G.Jung Y S.and Kim S S.Characteristics of rapidly so- 组织，其平均尺寸约为8m lidified Al-7075-x%wt Mn alloys.Scripta Mater.2000.43: (2)MnAl6颗粒在喷射成形过程中沿晶界析 1077 (下转第774页)时效析出相对铝合金强度或硬度的贡献但在采用 较大载荷时铝合金中含有的 MnAl6 颗粒对实际硬 度的测量起了较大的干扰故在120℃×24h 和 130℃×20h 时效后的硬度值相差无几． 图5 断口 SEM 像．（a）120℃×24h；（b）130℃×20h Fig．5 SEM image of fracture surface：（a）120℃×24h；（b）130℃×20h 实验铝合金的断口呈现明显的韧性断裂特征 即断口表面主要是韧窝其尺寸比较均匀尺寸细 小．个别沿较大尺寸 MnAl6 颗粒界面形成的韧窝 尺寸较大多在1～3μm大多数的韧窝尺寸均小于 500nm（图6所示）．断口形貌与固溶处理后铝合金 具有细小均匀的微观组织是一致的细小的基体晶 粒组织是细小韧窝的一个条件．在断口上还可以看 出 MnAl6 颗粒与柔性的基体结合良好并未因为铝 合金经过热挤压的剧烈变形使 MnAl6 颗粒与基体 产生剥离．与 T6处理相比铝合金经过130℃× 20h处理后断口韧窝的尺寸变化不大． 图6 图5（b）中方框区域放大像 Fig．6 Enlargement of the square part in Fig．5（b） 3 结论 （1） 喷射成形制备的含锰的铝合金经过热挤 压和固溶处理后具有细小的和均匀的再结晶晶粒 组织其平均尺寸约为8μm． （2） MnAl6颗粒在喷射成形过程中沿晶界析 出在随后的热挤压处理中含锰相在基体的挟裹 下沿挤压方向发生一定的塑性变形且长轴趋向于 挤压方向；固溶处理对含锰相尺寸的影响不明显但 会使棒状或片状的含锰的边角出现球化降低应力 集中因而有益于材料性能的提高． （3） 经 T6处理后含锰铝合金的强度高达 775MPa延伸率达到了4∙3％；拉伸断口呈现典型 的韧性断裂形貌断面细腻均匀断口上韧窝均匀细 小尺寸多小于500nm． 参 考 文 献 ［1］ Chen C Q．Development of ultrahigh-strength aluminum alloys． T rans． Nonferrous Met Soc China200212（Al Alloy Special）：22 （陈昌麒．超高强度铝合金的发展．中国有色金属学报2002； 12（铝合金专辑）：22） ［2］ Lim S GSunamat MKaneko J．Age hardening and mechanical properties of rapidly solidified A-l9％Zn-25％ Mg-1％ Cu alloys containing transition metals．J Jpn Inst L ight Met199141： 440 ［3］ Kusui JYokte TOsamura Ket al．Development of super-high strength A-l Zn-Mg-Cu P／M alloys． Mater Sci Forum1996 217／222：1823 ［4］ Osamura KKohno KOkuda Het al．Mesoscopic structure of supe-r high strength P／M A-l Zn-Mg-Cu alloys． Mater Sci Forum1996217／222：1829 ［5］ Chang JMoon IChoi C．Evolution of microstructure and tensile strength of rapidly solidified A-l4∙7％Zn-2∙5％Mg-0∙2％Zr-x％ Mn alloys．Metall Mater T rans1998A29：1873 ［6］ Lim S GJung Y Sand Kim S S．Characteristics of rapidly solidified A-l7075-x％ wt Mn alloys． Scripta Mater200043： 1077 （下转第774页） 第7期 蔡元华等： 喷射成形含锰高强 Al－Zn－Mg－Cu 的组织和性能 ·759·