金属学报

作者：朱士泽, 王东, 王全兆, 肖伯律, 马宗义

单位：1.中国科学院金属研究所 师昌绪先进材料创新中心 沈阳 110016；2.中国科学技术大学 材料科学与工程学院 沈阳 110016

关键词：金属基复合材料,Al-Mg-Si-(Cu)合金,自然时效,人工时效,负面效应,

基金：国家自然科学基金项目(51671191、51931009)

通过硬度测试、DSC分析及TEM观测研究了Cu含量对17%SiC (体积分数)颗粒增强Al-1.2Mg-0.6Si-xCu (x = 0、0.2、0.6、1.0、1.2，质量分数，%)复合材料自然时效负面效应的影响规律，并与未增强合金进行了比较。结果表明，与不含Cu的情况相比，添加Cu可以减小复合材料及铝合金在直接人工时效态和先自然时效后人工时效态的硬度差值(ΔH)。其原因在于Cu可以促进人工时效时β"相析出，并形成稳定性良好的L相(一种含Cu纳米相，不易粗化)。然而，Cu会加剧自然时效团簇形成，这些团簇难以在人工时效时转变成析出相，不利于人工时效硬化。因此，Cu对于抑制自然时效的负面效应既存在有利影响，也存在不利影响，表现为ΔH随Cu含量增加产生波动变化。此外，随Cu含量增加，Cu抑制自然时效负面效应的作用在复合材料和合金中表现出不同的规律。与不含Cu的样品相比，复合材料中添加0.2%Cu即可显著降低ΔH，但在铝合金中Cu需增加至0.6%才出现明显效果。这种差异主要源自2方面原因：其一，在铝合金中添加0.2%Cu即会明显促进自然时效团簇的形成；而复合材料中界面及位错湮灭了空位，故0.2%Cu对自然时效团簇析出行为的影响不大；其二，复合材料中添加0.2%Cu便可形成L相，但合金中却不会。

来源：2021年第7期

《金属学报》期刊编辑部

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