Zn對5059鋁合金組織與性能的影響

5059鋁合金作為新一代裝甲鋁合金材料而被廣泛研究，隨著合金中Mg元素含量的增加，在力學性能增加的同時合金的腐蝕性能急劇惡化。如何獲得力學性能較高、腐蝕性能優(yōu)異的鋁合金對新一代裝甲的研發(fā)具有重要意義，研究表明合金元素Zn可有效改善高鎂鋁合金的腐蝕性能。本文通過相圖計算與檢測分析比較系統(tǒng)地研究了Zn元素對5059高鎂鋁合金組織與性能的影響規(guī)律，得到以下結(jié)論:
(1)建立了5059鋁合金最佳均勻化制度。當保溫時間一定時，隨著均勻化溫度的升高，鑄錠組織的偏析現(xiàn)象逐漸消除，當溫度升至460℃時，合金出現(xiàn)過燒現(xiàn)象;當均勻化溫度一定時，隨著保溫時間的延長，鑄錠組織越來越均勻，24h以后合金組織變化不大。合金的最佳均勻化制度為450℃×24h。
(2)揭示了Zn元素含量對合金組織與常規(guī)力學性能的影響規(guī)律。研究表明，當合金中Zn含量低于1.8wt.％時，合金組織差別不大，鑄態(tài)組織主要為α（Al）基體和β(Al3Mg2)相。隨著合金中Zn元素含量的不斷增加，合金的強度不斷提高，但合金的延伸率則不斷下降。其中Zn含量為1.8wt.％的5059-H131態(tài)鋁合金具有最高的抗拉強度(447.9MPa)和屈服強度(373.2MPa)，且保持著較好的延伸率(9.9％)。
(3)確立了Zn元素含量對合金腐蝕性能的影響。Zn元素有助于改善5059鋁合金的腐蝕性能，Zn元素的添加，使合金整體電極電位下移，抑制β(Al3Mg2)相沿晶界析出，合金整體腐蝕性能提高。在Zn含量低于1.8wt.％時，隨著Zn含量的增加合金的抗腐蝕性能整體上是不斷增強的。
(4)探求了Zn元素含量對合金動態(tài)力學性能的影響。Zn元素在一定程度上可以改善合金的動態(tài)力學性能，當Zn含量低于1.8wt.％時，隨著合金中Zn元素含量的提高，合金動態(tài)力學性能不斷提高，合金具有應(yīng)變速率敏感性。

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