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Al-Mg-Si-Cu合金具有密度低、加工成形性能好、热处理后可获得中高强度的优点,因此在轻量化交通工具领域有很大的应用前景,这对实现节能减排有着极为重要的意义。Al-Mg-Si-Cu合金的性能主要与其在时效过程中形成的纳米尺寸析出相有关,因为这些嵌在铝基体中的析出相可以在材料发生变形时阻碍位错运动实现材料的强化。该类合金经固溶淬火处理后会形成过饱和固溶体,过饱和固溶体在不同时效温度下脱溶方式不同,从而影响析出相的种类、尺寸和分布,进而使材料性能不同。本文采用显微硬度测试、扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察,研究了Al-Mg-Si-Cu合金180℃人工时效时的硬化行为、晶内和晶界处的析出行为,并对含Cu的四元Q′相进行了重点观察分析,同时研究了Al-Mg-Si-Cu合金自然时效时的硬化行为及其对人工时效的影响。结果表明:Al-Mg-Si-Cu合金的时效硬化效果与其Cu含量和Mg/Si含量比密切相关;Cu含量相同时,Mg/Si含量比越大硬化效果越好;Mg/Si含量比相同时,Cu含量越大硬化效果越好。Al-Mg-Si-Cu合金中存在两类Q′相,一类为惯习面为{100}Al或者{510}Al的板条状Q′相,另一类为与铝基体没有特定界面取向关系的杆状Q′相;杆状Q′相在长时间时效后会逐渐转化成截面沿<510>Al拉长的板条状Q′相。Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金在时效0.5h时析出针状initial-β″相,在时效5h时析出针状β″相和少量板条状L相,在时效120h时析出杆状Q′相(约占析出相总数的三分之二)和板条状Q′相。Al-1.13Mg-1.33Si-0.8Cu (wt.%)合金在时效120h时析出杆状Q′相(约占析出相总数的三分之一)和板条状Q′相。Al-0.42Mg-1.28Si-3.1Cu(wt.%)合金在时效48h时析出杆状Q′相、板条状Q′相和片状θ′相。Al-0.5Mg-1.0Si-0.8Cu(wt.%)合金晶界处存在富Si相和Q相两类不连续分布析出相,它们的尺寸分别约为一微米和几十纳米;时效36h后晶内开始出现呈片状、球状或者棒状的粗大Si相,时效120h时存在晶界无析出带现象。在自然时效Stage Ⅰ (0-5h),Mg和Si含量相同时,Cu含量越低硬化速率越快;Cu含量相同时,Mg/Si含量比最小的硬化速率最快;在Stage Ⅱ (5h之后)则反之。自然时效1h时,Al-Mg-Si-Cu合金的人工时效峰值硬度会降低3-4HV;自然时效24h、336h、720h时,其人工时效动力学会降低,而峰值硬度的出现时间和大小会随Mg/Si含量比的改变不同。