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综述了国内外关于Al-Cu-Mg合金的发展状况以及Sc、Zr元素在铝合金中的应用状况。研究了单独及复合添加Sc、Zr元素对Al-4Cu-1.5Mg合金组织与性能的影响规律,并分别对Al-4Cu-1.5Mg-0.2Zr、Al-4Cu-1.5Mg-0.5Sc和Al-4Cu-1.5Mg-0.4Sc-0.2Zr合金的热处理工艺进行了试验研究。试验结果表明:单独添加合金元素Sc,在Sc的含量为0.5%时,Al-4Cu-1.5Mg合金显微组织细化效果相对较好,合金铸态抗拉强度和屈服强度分别为260.0MPa和183.8MPa,伸长率为3.6%。合金主要强化相为θ(Al2Cu)相和S(Al2CuMg)相,Sc以固溶体形式存在于基体中。单独添加0.2%Zr时,Al-4Cu-1.5Mg合金组织细化效果较好,合金的铸态抗拉强度和屈服强度分别为214.1MPa和178.5MPa,伸长率为3.2%。Zr元素除部分固溶在基体中外,还有一部分形成Al3Zr相,成为异质形核核心,从而有效改善合金枝晶组织及力学性能。复合添加0.4%Sc和0.2%Zr时,Al-4Cu-1.5Mg合金的组织细化效果较好,其铸态抗拉强度、屈服强度及伸长率均达到极大值,与未添加钪锆的合金相比,抗拉强度提高了55.3%,伸长率提高了近三倍。Sc、Zr除部分固溶在α-Al基体外,其余以Al3(Sc,Zr)粒子的形式存在。试验还得出:Al-4Cu-1.5Mg-0.2Zr合金最佳均匀化制度为420℃×8h+490℃×16h,其后的热处理工艺为493℃×20min(固溶)+水淬+165℃×2h(时效)。热处理后,合金的抗拉强度和屈服强度分别提高84.5%和79.3%。Al-4Cu-1.5Mg-0.5Sc和Al-4Cu-1.5Mg-0.4Sc-0.2Zr的最佳均匀化制度分别为350℃×8h+490℃×16h和420℃×8h+490℃×16h,两种合金均匀化后经493℃×20min(固溶)+水淬+165℃×2h(时效)热处理后,力学性能均得到有效改善。热处理后,Al-4Cu-1.5Mg-0.5Sc合金的抗拉强度和屈服强度分别提高了50%和30.6%,伸长率达原来的六倍多;Al-4Cu-1.5Mg-0.4Sc-0.2Zr的抗拉强度也提高了45.5%,伸长率提高了一倍多。