微合金元素Sc的添加对Al-Cu-Mg合金人工时效的影响

廖桂珍，魏波，潘帅，王双宝^*

广西大学可再生能源材料协同创新中心，广西南宁，530004

*Email: nmshuangbaowang@126.com

Al-Cu-Mg合金是2xxx系列铝合金中不可缺少的一部分，由于其优良的性能在航空航天工业中得到了广泛的应用。航空工业的快速发展对材料的综合性能提出了更高的要求：耐热性高、强度高。然而，未经处理的Al-Cu-Mg合金普遍存在α-Al枝晶粗大和θ^’-Al₂Cu相不均匀，导致力学性能较差^[]。Al-Cu-Mg合金由于形成强化析出物，可以通过热处理得到强化。研究人员试图在Al-Cu-Mg合金中添加各种合金元素，抑制θ^’-Al2Cu相的生长，改变Al-Cu-Mg合金的时效硬化特性，以改善铝合金的力学性能^[]。

图1(a)显示了Al-Cu-Mg和Al-Cu-Mg-Sc这两种合金在180℃下的等温时效硬化曲线。如图1(a)所示，这两种合金都表现出两个硬化阶段。第一阶段硬化完成时间较短，Al-Cu-Mg-Sc合金的硬度在时效4小时达到峰值，而Al-Cu-Mg合金在时效16小时达到峰值。第二阶段硬化相对较慢，需要二十几小时后才能到达峰值硬度。且随着时效时间的增加，加Sc铝合金相对于未加Sc铝合金表现出较好的稳定性。

图a

图b

Fig. 1 a:Al-Cu-Mg and Al-Cu-Mg-Sc isothermal aging hardening curves of the two alloys at 180℃.

b:2xxx Application of aluminum alloy.

参考文献

^[] Anthony De LucaDavid N. SeidmanDavid C. Dunand. Effects of Mo and Mn microadditions on strengthening and over-aging resistance of nanoprecipitation-strengthened Al-Zr-Sc-Er-Si alloys[J]. Acta Materialia2018165.

^[] Martin VlachJakub ČížekBohumil SmolaOksana MelikhovaMarián VlčekVeronika KodetováHana KudrnováPetr Hruška. Heat treatment and age hardening of Al–Si–Mg–Mn commercial alloy with addition of Sc and Zr[J]. Materials Characterization2017129.