论文 铜对Al-Zn-Mg系合金性能的影响

铜对Al-Zn-Mg系合金性能的影响
摘要: 本实验为探究Cu对Al-Zn-Mg系合金性能的影响,选取了合金
的塑性,硬度和强度作为实验比较的性能指标。

一前言：
Cu是 Al-Zn-Mg 系合金最重要的添加元素,它不仅显著地提高抗
应力腐蚀性能,而且能改善组织,提高合金强度。

本文着重研究了
Al-Zn-Mg 系合金中铜含量对力学性能的影响。

二理论依据：
合金中的铜大部分溶入η(MgZn2) 和T (Al2Mg3Zn3) 相内，少量溶入α(A1)内。

合金中添加Cu元素，除Cu本身的固溶强化作用外，
也改变了合金沉淀相的形态结构，使时效组织更为弥散均匀，既提高
了强度，也改善了塑性。

此外,Bryant认为 Al-Zn-Mg 合金中加铜后
减少了合金中Zn和Mg的溶解度, 因而含铜合金过饱和程度会更大,
比起无铜合金, 在淬火时效中更易分解, 铜的作用还改善了沉淀物
的分布, 有利于提高强度。

三试验方法
1 实验设备
熔化炉, 石墨坩埚, 铸铁模, 均匀化炉, Ø300热轧机, 退火炉, Ø460冷轧机, 剪板机, 冲压机, 淬火炉, 时效炉, LV20硬度计, 游
标卡尺, 500kg拉伸机。

2 实验过程
1）合金配料:
共设置了四组试样,成分如下:
Al-Zn-Mg-Cu质量百分数
Al-Zn-Mg-Cu配料成份（考虑Mg损失，每份共600克）
2) 熔铸:
1 将铝条放入石墨坩埚中，然后放入熔化炉里熔化,熔化后加覆盖剂:kcl或NaCl,再依次加入Cu，Zn，Mg进行熔化。

2 加入六氯乙烷除气，静置升温。

3 铸锭在铸铁模中以710~730℃浇注,其中1~4号样品浇注温度分别为：731℃，735℃，717℃，725℃。

4 冷却后将1~4号样品分别打印号：“6311，6312，6313，6314”。

3）热处理：在均匀化炉中以520℃均匀化10h，然后空冷。

4）热轧：以420℃保温1h，在Ø300热轧机上热轧至4 ~ 5 mm,再在退火炉中以420℃保温半个小时.随后炉冷。

5）冷轧制样：在Ø460冷轧机上冷轧至1mm,然后在剪板机上剪切出所需的样品,再在冲压机上制拉伸及硬度试样。

6) 淬火:以510℃在淬火炉中保温1h，然后水冷。

7）时效：以150℃在时效炉中保温10h，然后空冷。

8）测试性能：
1 用LV20硬度计测量试样的硬度，用游标卡尺测原始长
度L0,宽度b，厚度h ;
2 在500kg拉伸机上拉伸试样测拉力P，用游标卡尺测拉
伸后长度L；
3 计算抗拉强度σb=P/S及延伸率δ=( L- L0)/ L0 ；
3 试验处理
综合试验数据表
四试验结论
合金中Cu含量为0.0% ~ 1.5%时，Al-Zn-Mg 系合金的强度随着铜含量的增加而增加。

合金的延伸率随着Cu含量的增加而有一定程度的提高。

合金的硬度略有提高。

五参考文献
1 倪培相，左秀荣，吴欣凤。

《A1-Zn-Mg系合金研究现状》 2007
2 刘洪军，李亚敏，郝远。

《Al、Cu 含量对Zn-Al-Cu-Mg 合金性能的影响》2007.6
3 刘存玉。

《铜在Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中的作用》 1992。