热暴露时间对铝合金力学性能的影响_技术文章

对热暴露不同时间的四组拉伸试样进行拉伸试验，随着热暴露时间的增加，四种不同材料的抗拉强度急剧下降，伸长率急剧上升，*后都逐渐稳定。强度下降分为两阶段，暴露0-25h属于性能急剧下降阶段，25-200h属于性能稳定阶段；伸长率提高也分为两个阶段，暴露0-25h属于急剧增加阶段，25-200h属于稳定阶段。同时，在相同的热暴露时间下，Cu含量的增加，其热暴露后的抗拉强度有所增加。四种材料热暴露前后性能对比，可以看出，4组合金试样在经过300℃热暴露25h后，抗拉强度都急剧下降，下降率均超50%，而且可以看出，低硅铸造铝合金的热稳定性及A356铝合金处于相同水平。

由于热暴露试验相当于试样处于过时效状态，随着热暴露时间的延长，析出相逐渐长大，对位错的阻碍作用逐渐减弱，因此，试样抗拉强度在热暴露后会有急剧下降的趋势。随着热暴露时间的延长，富铜高温强化相的长大需要消耗溶质原子，当晶界附近固溶于基体中的溶质原子耗尽之后，只有通过晶界附近富铜相的重新溶解来补充溶质原子。因此，随着Cu含量的增加，晶界处AL₂Cu强化相溶解后的残余量会比较多，进而减缓合金性能下降的趋势。另外，随着热暴露时间的增加，合金组织中沉淀相的分布会产生变化，沉淀相会变得粗大，且数量逐渐减少，导致晶界变得脆弱，更容易断裂，使用铝合金抗拉强度急剧下降。

为了更好的探究试样抗拉强度的明显下降的原因，对各组拉伸试样的断口进行了扫描电镜观察，

未经过热暴露的试样的断口和热暴露25h的试样的断口有明显的差别。热暴露25h后，断口上出现很多孔洞，这可能是造成热暴露后试样的搞拉强度急剧下降的原因。另外，试样经热暴露后，韧窝从小而多变成了大而少，并且韧窝变得不均匀。未经过热暴露的试样，不同Cu含量的试样的断口也有差别，从SEM照片也可以看出，随着Cu含量的不断增加，韧窝逐渐变得小而多。经过25h的热暴露后，从SEM照片可以看出，随着Cu含量的增加，韧窝的不均匀性有所改善，并且孔洞有所减少。