银调控析出强化热轧Al-Cu-Mn-Mg合金的晶粒细化与强度提升机制研究

本研究通过微量Ag合金化调控Al-Cu-Mn-Mg合金析出行为，系统揭示了Ag含量（0.1-0.5 wt%）对组织演变与力学性能的影响机制。研究发现0.5 wt% Ag促使Mg-Ag共簇形成及θ′相向Ω相转变，使合金获得503.4 MPa抗拉强度与13.5%延伸率的优异匹配，为高性能铝合金设计提供新策略。

　　

本研究系统探讨了微量银（Ag）合金化对热轧铝-铜-锰-镁（Al-Cu-Mn-Mg）合金微观结构演变与力学性能的调控作用。采用多尺度表征方法（包括扫描电子显微镜SEM、透射电子显微镜TEM和拉伸试验）对含不同Ag含量（X=0.1, 0.3, 0.5 wt%）的合金进行分析。通过成分优化、热轧、固溶处理及时效处理一体化工艺制备样品。结果表明：Ag含量从0.1增至0.5 wt%可连续细化晶粒结构，平均晶粒尺寸由15.3 μm降至11.3 μm。高Ag含量促进相变过程，尤其在相界面处诱导镁-银（Mg-Ag）共簇形成，从而有效替代传统θ′相，生成银诱导的Ω相。值得注意的是，含0.5 wt% Ag的合金展现出卓越力学性能——极限抗拉强度达503.4 MPa，屈服强度（YS）为454.3 MPa，延伸率达13.5%。定量分析表明析出强化是屈服强度的主导机制，其中Ω相对强度的贡献从42.3 MPa（0.1 wt% Ag）显著提升至256.5 MPa（0.5 wt% Ag）。