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本文采用传统的铸锭冶金法制备了三种6063铝合金,合金中Mg、Si含量都在0.5%(wt%),其中为了研究Er元素对合金不同状态以及不同工艺的影响,三种合金的Er元素含量设定为0%、0.15%、0.3%。采用常温力学性能测试、显微硬度测试、金相显微镜(OM)、扫描电镜及能谱分析(SEM/EDS)、透射电镜(TEM)和选区电子衍射等各种分析测试手段研究了不同Er含量对6063铝合金不同状态组织与性能的影响,深入分析了Er元素在6063合金固溶时效处理过程中对合金微观组织结构的影响,实验结果表明: Er元素的加入有效细化了合金铸态组织晶粒,不含Er元素的铸态合金晶粒尺寸在300μm左右,而添加Er元素之后合金晶粒尺寸减小到100μm左右,随着Er元素含量从0.15%上升到0.3%,晶粒尺寸进一步细化。实验合金在经过570℃保温6小时均匀化处理之后合金Mg元素偏析基本消失,Er、Si仍有少量以Al3Er和ErSi相偏聚与晶界处。含0.3%Er的3号合金经过均匀化处理之后AlEr相偏聚仍然比较明显,晶粒类型由铸态的树枝状晶粒转变为等轴晶粒,晶粒尺寸因Er元素的加入促使铸态树枝状晶破裂并阻止晶粒间的吞并生长从而得到了细小均匀的等轴晶。 三种不同成分的合金固溶处理温度都为520℃,保温时间40min。冷却方式分别使用水淬和风淬两种方法。之后在175℃和215℃分别进行时效处理,并分析合金硬度、拉伸强度以及延伸率的变化趋势。结果表明Er元素的加入提高了合金峰值时效处理后的硬度及强度,其中加入量为0.15%Er对合金贡献效果最好,水淬处理合金硬度提升了5%,而强度有5-7%的提升。Er元素对风淬处理的合金延伸率有较好的贡献作用。 175℃时效过程中合金在9小时时效之后趋于稳定,β"相不会向β和β相转变。而215℃时效过程中较高的时效温度使得β"相获得相变所需的能量从而向β和β相转变,而β和β相与基体的非共格关系以及较低的弥散度,使得合金硬度降低。其中添加0.15%Er的合金硬度值优于另外两种合金。 Er元素的加入延缓了再结晶形核,并且有效的阻止了合金固溶处理过程中再结晶过程中晶粒进一步的长大,细化了合金晶粒,起到了抑制合金再结晶的作用。Er元素对6063合金时效过程中第二相的析出密度以及尺寸产生影响,其更有利于合金硬度强度的提高。同时位于基体内部的AlEr相也对合金硬度强度的提高有一定的贡献作用。