免费在线铝合金获得高强韧性的冷轧真空热处理工艺 研究了一种使2024 铝合金同时获得高强度和良好塑性的加工工艺———室温条件下的小变形量、多道次冷轧和180 ℃×720 min 真空时效热处理工艺。经过上述处理方法的样品伸长率可达9%,较T351 工艺条件下样品伸长率高30%;同时,与T351 工艺条件下比较,屈服强度提高~80 MPa。 铝合金质轻且力学性能优异、可加工性好等优点应用广泛。2×××系列铝合金是添加了Cu和Mg 元素形成的铝合金。因该类合金最初主要应用于飞机制造领域,又有飞机合金之称。该系合金的特点是具有高的强度、较好的耐热性和优良的成型性能,特别是抗疲劳裂纹拓展能力较7×××超高强铝合金好。2024 铝合金是该系合金中应用最为广泛的合金之一。由于2024 铝合金可以通过时效处理方法获得优良的综合力学性能,并且具有一定的高温抗蠕变性能,使该合金仍然在交通运输业、航空航天工业广泛应用。 为了节约稀有金属,通过探索适当的热处理工艺来同时提高可热处理强化型合金的强度和塑性,充分发挥其使役性能仍是目前构造材料研究的重点方向。尚勇等研究了多级时效对7175 合金力学性能和组织的影响,结果说明合金较为理想的热处理制度是550 ℃×2 h 固溶处理后水淬,人工时效制度为双级时效185℃×2 h+200℃×1 h。热处理后,试样抗拉强度可达340 MPa,伸长率达12%。形变热处理可以将塑性变形引起的细晶强化和热处理过程中产生的时效强化结合起来的工艺方法,这是提高铝合金强度的另外一种重要手段。但是,对于大压缩比压缩变形后时效处理的2024 铝合金的研究成果不多,研究大都针对加工工艺对抗拉强度的影响,对伸长量的研究不是很深入。同时,缺乏峰值时效时微观组织的表征相关信息。因此,本文利用拉伸实验机、透射电子显微镜以及EDS 能谱分析等现代化实验分析手段,研究一种能对2024 合金工业化生产起指导意义的热处理工艺,使该合金同时具有高的强度和较高的伸长率。 1、实验过程 实验用2024 铝合金是经拉伸成型的管状,壁厚10 mm。按质量分数(Wt%)表示其化学成分见表1。先将铝管沿垂直于轴线 mm 长的段,再沿轴线方向将其切割成尺寸近似为10mm×10mm×40 mm 的条状。热处理工艺如下:将样品放于管式线 min的固溶水淬处理;然后再次将固溶处理后的样品切割成尺寸为5 mm×10 mm×40 mm 的条状,数量为50 个;在室温冷轧将上述切割后样品开展冷轧(控制每次压缩比5%,分多次冷轧,累计的压缩比为30%,九游官网app40%和50%);最后,在压强为-0.1 MPa的线 ℃不同时间的时效热处理。温差控制在3%以内,间隔5 min 取出一条样品投入室温水中冷却。上述固溶处理过程中的转移时间3 s。显微硬度测量和拉伸力学性能测量分别按照GB/T 4340.1-1999 和文献方式开展。透射电镜样品的制备参照文献。微观分析在倾角为±40°的GATAN 低背底双倾台,利用带有GATAN 能谱分析功能的F30 透射电子显微镜上开展,形貌像和高分辨像采用分辨率为2048×2048 慢扫描CCD 记录。 表1 2024 铝合金名义化学成分(Wt%) 2、分析与讨论 图1 是冷轧后180 ℃真空条件下时效不同时间样品的显微硬度变化曲线 可以看出,经冷轧后的三种样品的硬度较T351 处理样品的硬度有较大提高,并且冷轧后的样品硬度随时效时间的变化出现了两个硬度峰值,对应的时效时间分别是120 min 和720 min。选取上述两个时间段的时效样品制作力学性能测试试样,开展力学性能测试,并将力学性能测试结果示于图2。作为比较将比照样品的力学性能用虚线 铝合金显微硬度变化曲线 种不同压缩比冷轧后时效样品的屈服强度较比照样品有较大提升(图2a),冷轧后时效样品屈服强度出现双峰。第一个峰值出现时间为120 min,第二个峰值出现时间在时效720 min。压缩比为30%的样品的第二个时效峰值几乎与第一个时效峰值相当,可以到达520 MPa。4 种样品的伸
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