Mn/Fe比例对Al-5.0Cu-0.5Fe合金热处理组织与性能的影响

"Mn/Fe比对挤压铸造热处理态Al-5.0Cu-0.5Fe合金组织和性能的影响" 这篇论文深入探讨了Mn/Fe比例对挤压铸造后经T5热处理的Al-5.0Cu-0.5Fe铝合金显微结构及其力学性能的影响。作者张卫文和林波通过一系列先进的实验方法，如拉伸性能测试、定量金相分析、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM），研究了不同Mn/Fe比例和挤压压力对合金微观组织和性能的改变。 实验结果显示，即使经过T5热处理，β-Fe(Al7Cu2Fe)相仍然保持其针状形态，而原有的汉字状AlmFe和α-Fe相以及部分Al6(FeMn)相转化成了新的汉字状Al7Cu2Fe或Al7Cu2(FeMn)相。这些新的汉字状富Cu相消耗了基体中的Cu，对合金的力学性能产生了不利影响。Mn/Fe的最佳比例与合金中富铁相、θ'相和Al20Cu2Mn3相的形貌、晶粒尺寸以及缩松状态密切相关。过高的Mn/Fe比例会导致富铁相和缩松增多，从而降低合金的力学性能。 在挤压压力为0MPa和75MPa的情况下，当Mn/Fe比分别为1.6和1.2时，针状的β-Fe(Al7Cu2Fe)可以完全转变为汉字状的富铁相。通过挤压铸造，Al-5.0Cu-0.5Fe合金中的针状β-Fe(Al7Cu2Fe)显著减少甚至消失，富铁相变得更加细小且分布均匀，这极大地提升了合金的力学性能，特别是其延伸率。 因此，控制Mn/Fe的比例对于优化Al-5.0Cu-0.5Fe合金的微观组织和改善其力学性能至关重要。这一发现对于铝铜铁合金的设计和制造具有实际指导意义，尤其是在航空航天、汽车工业和其他需要高强度轻量化材料的领域。通过精细调控合金成分和加工工艺，可以生产出满足特定性能要求的铝合金产品。