《表6 四种铝合金铸态的硬度和导电率》

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《Zn、Mg和Cu元素对Al-Zn-Mg-Cu-Zr-Er铝合金铸态组织及性能的影响》

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合金铸态组织的硬度与基体的过饱和程度和第二相有关，在铝基体的固溶极限范围内，过饱和程度越大，Mg Zn2强化相越多，合金的硬度越高。同时，根据Mathiessen理论[17]，合金的过饱和固溶程度越大，电阻率越大，导电率越低。利用显微硬度仪及涡流电导仪测试四种合金铸态组织的硬度及导电率，其结果如表6所示。由于合金2的合金化程度低于其他3种合金，基体中溶质原子的浓度相对较低，过饱和固溶度不高，导致合金硬度最低，为124.11HV，导电率最高，为35.12%IACS。合金1与2相比，增加Zn含量，与α-Al基体半共格关系的Mg Zn2相含量增加。由于Mg Zn2相在α-Al基体中的固溶度大，固溶强化作用显著，使得合金硬度增加3.4%，导电率降低4.2%。与合金1相比，合金3中增加Mg含量，铸态组织中的主强化相Mg Zn2相最多，其非平衡共晶相所占比例较大，基体过饱和度增加，使得合金硬度增加5.8%，为135.82HV，导电率降低6.8%，为31.35%IACS；合金4中增加Cu含量，主强化相Mg Zn2含量不变，但出现较多的非平衡硬质共晶相，导致合金硬度增加3.9%，导电率降低3.3%。总之，增加Zn、Mg、Cu元素的含量，基体中溶质原子的浓度升高，过饱和固溶度增大，强化相的体积分数增加，有利于提高合金硬度，降低导电率，其中Mg元素的增加对其影响最大。但也要严格控制三者的的含量比例，避免粗大初生相AlZnCuMg、Al2CuMg和Al2Cu过多，在后续均匀化处理、加工成形及固溶热处理时消除不完全，导致在塑性变形过程中极易形成断裂源，且易腐蚀，影响材料的强度、韧性及耐腐蚀性。