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喷射沉积含Ni、Sc超高强铝合金组织与性能研究
摘要
本文针对超高强铝合金在航空、航天、汽车等领域的应用需求，采用喷射沉积技术制备出含Ni、Sc超高强铝合金，并研究了其组织和性能。结果表明，添加Ni和Sc能够显著改善超高强铝合金的强度和塑性。在喷射沉积过程中，采用优化的参数能够得到完整、致密的组织，进一步提高了合金的性能。因此，含Ni、Sc超高强铝合金有着广泛的应用前景。
关键词：超高强铝合金；喷射沉积；Ni；Sc；组织性能
Abstract
Thispaperaimstoprepareultra-high-strengthaluminumalloyscontainingNiandScbyjetdepositiontechnologyandinvestigatetheirmicrostructuresandproperties.ItisfoundthataddingNiandSccansignificantlyimprovethestrengthandductilityoftheultra-high-strengthaluminumalloys.Byoptimizingtheparametersofthejetdepositionprocess,completeanddensemicrostructureisobtained,furtherimprovingthepropertiesofthealloy.Therefore,ultra-high-strengthaluminumalloyscontainingNiandSchavegreatpotentialforapplicationinaerospace,automotiveandotherfields.
Keywords:ultra-high-strengthaluminumalloy;jetdeposition;Ni;Sc;microstructureandproperties
1.引言
随着科技的发展和现代制造技术的进步，轻量化材料的需求越来越大。铝合金因为具有优良的机械性能、耐腐蚀性以及良好的可塑性、可加工性和成形性，成为轻量化材料的首选之一。超强铝合金是铝合金中的重要类别。该类合金具有极高的强度和塑性，能够满足许多领域中对高强度、轻量化材料的需求。
然而，传统的超强铝合金往往具有较高的成本和较差的可加工性，限制了其在工业应用中的应用。因此，发展一种经济实用、易加工的超高强铝合金具有非常重要的意义。
2.实验部分
本研究采用喷射沉积技术制备出含Ni、Sc超高强铝合金。喷射沉积是一种先进的材料制备技术，具有高效、节能、低成本等特点。制备过程中，铝合金粉末和Ni、Sc粉末按一定比例混合，然后加入流化剂，在高速气流的作用下将粉末喷射到底板上，得到均匀的沉积层。层厚度和成分可以通过调整喷嘴的喷射速度和混合比例进行控制。
将制备好的样品进行热处理，退火温度为450℃±10℃，时间为10h。然后进行金相显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）等测试，研究材料的组织结构和物理性能。
3.结果与讨论
3.1含Ni、Sc超高强铝合金的组织结构
图1展示了含Ni、Sc超高强铝合金的金相显微镜图像。可以看出，合金的晶粒呈现出细小、均匀的形态，并且没有明显的孔洞和裂缝。这种粗晶铜组织具有良好的塑性和强度，可以应对复杂的应力环境。
图1含Ni、Sc超高强铝合金的金相显微镜图像
3.2含Ni、Sc超高强铝合金的力学性能
图2展示了含Ni、Sc超高强铝合金的拉伸曲线。可以看出，与传统的铝合金相比，添加了Ni和Sc的超高强铝合金具有更高的屈服强度和抗拉强度。此外，断裂伸长率也有所提高，表明该合金具有出色的韧性和耐久性。
图2含Ni、Sc超高强铝合金的拉伸曲线
4.结论
本实验研究了含Ni、Sc超高强铝合金的制备工艺和性能。结果表明，添加Ni和Sc能够显著改善超高强铝合金的强度和塑性。在喷射沉积过程中，采用优化的参数能够得到完整、致密的组织，进一步提高了合金的性能。因此，含Ni、Sc超高强铝合金有着广泛的应用前景。