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　　5083鋁合金屬于Al-Mg系鋁合金,具有良好的塑性、抗腐蝕性及焊接性，該合金板材主要用于模具制造業(yè)、造船業(yè)、運(yùn)輸業(yè),是制作快艇、潛艇、氣墊船等的重要材料。該合金在100℃以上穩(wěn)定化退火,容易沿晶界析出β相(Al3Mg2),從而對(duì)晶間腐蝕和應(yīng)力腐蝕(SCC)非常敏感。目前,大量的研究主要集中在合金成分、穩(wěn)定化處理工藝及預(yù)變形量對(duì)5083鋁合金綜合性能的影響,如在Al-Mg合金中添加Zn,在晶界形成τ相(Mg32(Al,Zn)49),從而抑制β相的析出,降低SCC敏感性。如何在合理控制合金成份的基礎(chǔ)上,合理調(diào)控均勻化退火的各個(gè)參數(shù)是提高合金綜合性能最便捷、最經(jīng)濟(jì)的手段。本文研究了擠壓、穩(wěn)定化處理、退火對(duì)晶間腐蝕、力學(xué)性能的影響,通過(guò)光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡分析了其變化規(guī)律,為得到綜合性能較好的5083鋁合金奠定了基礎(chǔ)。

　　1、實(shí)驗(yàn)材料及方法：

　　通過(guò)熱軋、中間退火、擠壓制得5083鋁合金板,擠壓后的試樣經(jīng)過(guò)不同的熱處理,其熱處理方案如表1所示。

　　實(shí)驗(yàn)用料從擠壓板中間截取,熱處理在DHG-640-M型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱上進(jìn)行,該試驗(yàn)機(jī)熱處理溫度范圍為100~400℃，晶間腐蝕按照GB/T 7998-2005(鋁合金晶間腐蝕測(cè)定方法)進(jìn)行。金相試樣的腐蝕試劑為0.5%HF 水溶液,微觀形貌觀察在Axio Observer金相顯微鏡上進(jìn)行，用THBP-62.5型自動(dòng)轉(zhuǎn)塔布氏硬度計(jì)對(duì)各狀態(tài)的試樣進(jìn)行硬度測(cè)試,在WDW-100E型微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上對(duì)各狀態(tài)的試樣進(jìn)行室溫拉伸實(shí)驗(yàn),拉伸速度為5mm/min,拉伸結(jié)束后,在S-3700N 型掃描電鏡下觀察試樣的斷口形貌。

　　2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析：

　　金相顯微組織如圖1所示,經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化熱處理后的試樣內(nèi)析出了β相 (Al3Mg2),但第二相較少,且不連續(xù),如圖1(a)所示。試樣在180℃下退火后,試樣內(nèi)形成了等軸晶粒,晶界處析出了β相,如圖1(c)、(d)所示。晶間腐蝕組織如圖2所示,經(jīng)擠壓后的試樣晶界上無(wú)β相析出,擠壓后不熱處理的樣品幾乎無(wú)晶間腐蝕,經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化處理后的試樣,晶界上出現(xiàn)β相,但不連續(xù),且較少,這種結(jié)構(gòu)是抗晶間腐蝕的,晶界成不連續(xù)分布的β相,在無(wú)β相出現(xiàn)的地方腐蝕就停止了,故穩(wěn)定化處理后的試樣幾乎也無(wú)晶間腐蝕。試樣在180℃下退火后,試樣內(nèi)形成了等軸晶粒,試樣浸蝕后晶界上連續(xù)分布的高鎂β相受到腐蝕,使晶界發(fā)生連續(xù)腐蝕,出現(xiàn)了晶間腐蝕現(xiàn)象,保溫時(shí)間90h比15h晶 界上析出β相更多,試樣的晶間腐蝕更加較明顯,深度更深,并呈現(xiàn)明顯、粗大的網(wǎng)狀腐蝕晶界。

　　由表2可知，合金在80-120℃穩(wěn)定化處理后試樣的硬度最高，擠壓后試樣的硬度最低，擠壓后的試樣形成了點(diǎn)缺陷和位錯(cuò)，產(chǎn)生加工硬化，試樣穩(wěn)定化處理后，冷加工硬化形成的點(diǎn)缺陷和位錯(cuò)在加熱過(guò)程中發(fā)生遷移，溫度較低，缺陷不完全消失，加工硬化作用減弱，但由于析出β(Al3Mg2)第二相,第二相會(huì)阻礙位錯(cuò)運(yùn)動(dòng),使合金強(qiáng)化,硬度升高,兩者相互作用使得穩(wěn)定化處理后試樣的硬度比擠壓態(tài)試樣的硬度高。在180℃下長(zhǎng)期退火后,冷加工硬化中形成的點(diǎn)缺陷和位錯(cuò)在加熱過(guò)程中發(fā)生遷移,加工硬化作用消失,此作用使得退火后硬度比穩(wěn)定化處理后低,但同時(shí)合金中形成了等軸晶粒,晶粒晶界上存在晶格畸變,阻礙材料塑性變形,使材料硬度升高,晶界上β(Al3Mg2)的析出也有助于硬度升高,綜上使得退火后硬度比擠壓態(tài)稍高。

　　從圖3可以看出，擠壓后的試樣拉伸試樣斷口出現(xiàn)標(biāo)志塑性斷裂的韌窩,同時(shí)也出現(xiàn)呈解理斷裂的脆性特征,斷裂方式為混合斷裂。在韌窩中可看到第二相粒子,韌窩大小不均,有些韌窩尺寸較大,說(shuō)明擠壓后試樣的晶粒大小不均,有些晶粒尺寸較大,同時(shí)可觀察出斷口撕裂棱上出現(xiàn)了明顯的剪切臺(tái)階面。這些說(shuō)明了擠壓后試樣的塑性較差。穩(wěn)定化處理后的試樣韌窩數(shù)量變多,尺寸變小,趨于均勻,說(shuō)明穩(wěn)定化處理后試樣的塑性提高。穩(wěn)定化處理后試樣析出大量第二相,導(dǎo)致韌窩中心部分有較多的第二相。擠壓試樣在180℃下保溫15h和90h后試樣的端口形貌沒(méi)有明顯的區(qū)別,但與擠壓后的試樣相比,韌窩數(shù)量變多,尺寸變小,還出現(xiàn)了較多的小韌窩斷口,提高了材料的塑性。

　　3、結(jié)論：

　　(1)經(jīng)過(guò)穩(wěn)定化熱處理后的試樣內(nèi)析出了不連續(xù)的第二相,但第二相較少,試樣在180℃下退火后,試樣內(nèi)形成了等軸晶粒,晶界上連續(xù)分布的β相。

　　(2)穩(wěn)定化處理和擠壓后的試樣均無(wú)晶間腐蝕現(xiàn)象，試樣在180℃退火15和90h，出現(xiàn)了晶間腐蝕現(xiàn)象,保溫時(shí)間90h比15h晶界上析出β相更多,試樣的晶間腐蝕更加較明顯,深度更深,并呈現(xiàn)明顯、粗大的 網(wǎng)狀腐蝕晶界。

　　(3)合金在80-120℃穩(wěn)定化處理后試樣的硬度最高，擠壓后硬度最低，在180℃下退后保溫15h和90h后試樣的硬度比擠壓后硬度高，但低于穩(wěn)定化處理后的試樣硬度，穩(wěn)定化處理和退后后的試樣的塑性較擠壓狀態(tài)下好。

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