Effect of Minor Er Additions on the Microstructures and Mechanical Properties of Cast Al-Cu-Mg-Ag Alloys

材料科学 微观结构 极限抗拉强度 成核 合金 相(物质) 扫描电子显微镜 透射电子显微镜 维氏硬度试验 冶金 复合材料 粒度 光学显微镜 化学 纳米技术 有机化学
作者
Haoyu Xie,Juangang Zhao,Jing Cao,Lei Luo,Shuai Guo,Linnan Ou,Zhiyi Liu,Song Bai
出处
期刊:Materials [Multidisciplinary Digital Publishing Institute]
卷期号:14 (15): 4212-4212 被引量:15
标识
DOI:10.3390/ma14154212
摘要

The microstructures and mechanical properties of novel cast Al-Cu-Mg-Ag alloys with and without minor additions of Er (0.09 and 0.2 wt %) are investigated by Vickers hardness tests, tensile tests, optical metallographic examination, scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray diffraction (XRD). The results reveal that the Er addition decreases the hardness value of peak-aged Al-Cu-Mg-Ag alloy but has little influence on the time required for achieving the peak aging condition. Meanwhile, the Ω phase is suppressed in Er-added alloys, leading to a lower tensile strength at room temperature, which causes the (Mg, Ag, Er, V, Ti)-rich phase in the matrix in Er-added alloys. This blocky phase consumes available Mg and Ag atoms for Ω nucleation, leading to the low number density of Ω plates. The strength properties of Er-added alloys at 300 °C are found to be enhanced, which benefits from the pinning effect of the Al8Cu4Er phase on grain boundaries. Meanwhile, the brittle fracture of Er-added alloys at room temperature is directly associated with the Al8Cu4Er phase and the blocky (Mg, Ag, Er, V, Ti)-rich phase, which acts as the source of microcracks during deformation. In addition, no obvious grain refinement effect can be observed in Er-added alloys.
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