熱暴露時間對鋁合金力學性能的影響

對熱暴露不同時間的四組拉伸試樣進行拉伸試驗，隨著熱暴露時間的增加，四種不同材料的抗拉強度急劇下降，伸長率急劇上升，后都逐漸穩定。強度下降分為兩階段，暴露0-25h屬于性能急劇下降階段，25-200h屬于性能穩定階段；伸長率提高也分為兩個階段，暴露0-25h屬于急劇增加階段，25-200h屬于穩定階段。同時，在相同的熱暴露時間下，Cu含量的增加，其熱暴露后的抗拉強度有所增加。四種材料熱暴露前后性能對比，可以看出，4組合金試樣在經過300℃熱暴露25h后，抗拉強度都急劇下降，下降率均超50%，而且可以看出，低硅鑄造鋁合金的熱穩定性及A356鋁合金處于相同水平。

由于熱暴露試驗相當于試樣處于過時效狀態，隨著熱暴露時間的延長，析出相逐漸長大，對位錯的阻礙作用逐漸減弱，因此，試樣抗拉強度在熱暴露后會有急劇下降的趨勢。隨著熱暴露時間的延長，富銅高溫強化相的長大需要消耗溶質原子，當晶界附近固溶于基體中的溶質原子耗盡之后，只有通過晶界附近富銅相的重新溶解來補充溶質原子。因此，隨著Cu含量的增加，晶界處AL₂Cu強化相溶解后的殘余量會比較多，進而減緩合金性能下降的趨勢。另外，隨著熱暴露時間的增加，合金組織中沉淀相的分布會產生變化，沉淀相會變得粗大，且數量逐漸減少，導致晶界變得脆弱，更容易斷裂，使用鋁合金抗拉強度急劇下降。

為了更好的探究試樣抗拉強度的明顯下降的原因，對各組拉伸試樣的斷口進行了掃描電鏡觀察，                        

未經過熱暴露的試樣的斷口和熱暴露25h的試樣的斷口有明顯的差別。熱暴露25h后，斷口上出現很多孔洞，這可能是造成熱暴露后試樣的搞拉強度急劇下降的原因之一。另外，試樣經熱暴露后，韌窩從小而多變成了大而少，并且韌窩變得不均勻。未經過熱暴露的試樣，不同Cu含量的試樣的斷口也有差別，從SEM照片也可以看出，隨著Cu含量的不斷增加，韌窩逐漸變得小而多。經過25h的熱暴露后，從SEM照片可以看出，隨著Cu含量的增加，韌窩的不均勻性有所改善，并且孔洞有所減少。        

NJS-ZN207型電腦多元素分析儀可檢測多種材料：普通鋼、低合金鋼、不銹鋼、生鑄鐵、球墨鑄鐵、耐磨鑄鐵、合金鑄鐵、有色金屬、鐵礦石、鐵合金、鋁合金、銅合金中的多元素含量等。檢測結果直接電腦顯示，臺式打印機直接打印，并可打印各元素符號。  

                             南京諾金高速分析儀器廠

                                  2020年7月20日