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2024铝合金热处理工艺研究
邵秀云李海宏孙忠武
中航工业东安发动机(集)有限公司,黑龙江哈尔滨150066
摘要:本文研究了固溶、人工时效及自然时效热处理制度对2024铝合全棒材力学性能的影响,通过对比分析试验数据,摸索出了
该合金抗拉强度、屈服强度、延仲率与热处理制度之间的关系,为实际生产中2024铝合金的热处理提供了依据。
关键词:2024铝合金;热处理;力学性能
铝合金密度低,耐腐蚀性能好,抗疲劳性能较高
表12024铝合金化学成分,(质量分数%)
且具有较高的比強度、比刚度,是飞机结构的理想材
料。铝合金的热处理方法有多种,包括退火处理、?漭∠n
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处理、自然时效处理、人工时效处理等。本研究的日的0.251.564.160.510.400.650.080.12
是通过一系列试验摸索出2024铝合金热处理制度与
力学性能之间的关系
1试验过程
1
1试验用原村料。试验行料为2024铝合金,化m
学成分见表1。
320
1.2试验方案
1.2.1固溶温度对2024铝合金力学性能的影响
固溶处理温度分别为485℃、490℃、495℃、500℃及
(b)
505℃,保温1h,水淬,自然时效96h。
图1固溶温度与力学性能的关系
1.2.2人工时效温度对2024铝合金力学性能的
影响。固溶温度495℃,保温1h,水淬,分别180℃、
185℃、190℃、195℃、200℃时效,保温12h,空冷
1.2.3自然时效时间对2024铝合金力学性能的
影响。固溶温度495℃,保温1h,水淬,自然时效24h
48h、72h、96h、12Oh
2试验结果及分析
2.1固溶温度对2024铝合金力学性能的影响。铝
合金固溶温度对力学性能的影响见图1。从图中可以
图2505℃固溶处理+时效后的显微组织(100×)
看出,道着固溶温度的逐渐升高,合金的抗拉强度、屈
服强度逐渐升高,延伸率则逐渐降低。这是因为随着
LI
固溶温度的升高,溶质原子的固溶程度逐渐增加。合m
1
9
合金55℃固溶处理+时效后的显微组织如網2所示,m
当8
从图中可以看出组织出现晶界粗化,已出现径徴的过
烧特征,从图1可以看出材料在505℃的抗拉强度
度}它
度E
屈服强度与500℃相比还有上升趋势,但延伸率则品
著降低,可见合金轻微过烧时未见强度降低,但对材
料的延伸率的影响较大,这是由于合金中共晶组织的
图3人工时效温度温度与力学性能的关系
固溶强化效应超过了轻微过烧使性能降低的结果
2.2人工时效温度对2024铝合金力学性能的影m
响。力学性能与人T时效温度的关系如?3。时效温
1
度升高,抗菰强度和屏服强度也随着升高,在190℃
题11
41D
时达到峰值,之后随着时效温度的升高,强度开始逐
渐降低。这是因为190℃.时,时效强化达到了最佳效
时她间
果,延伸率则与强度的变化趋势相反
23白然时效时间对2024铝合金力学性能的影
响。力学性能与自然时效时间的关系如图4。由图可
图4自然时效时间与力学性能的关系
知,随着时效时间的延长,抗拉强度和屈服强度逐渐升高,但在963.2固溶温度不变时,时效温度升高,抗拉強度和屈服强度也随
小时之后上升趋势缓慢。延伸率则随着时效时间的延长逐渐降低。着升高,在190℃时达釗峰值,之后随着时效温度的升高,强度开始
这是因为1时效时间增加时,淬火得到的过饱和固溶体将逐步析出逐渐降低。
溶质原子,使合金的强度逐步増大。白然时效时间越长,强化相析出3.3随着自然时效时间的延长,抗拉强度和屈服强度逐渐升高,
越充分,合金的强度越高,但超过96小时之后,析出溶质原子趋于」但在96小时之后上升趋势缓慢,延伸率则随时间的延长逐渐降低。
饱和,因而强度的变化趋于平缓
参考文献
3结论
1李念奎,聂波等.铝合金热处理工艺IM北京:治金工业出版社
通过2024铝合金试棒的力学性能研究,我们得出这样的结论:2012
3.1随着固溶温度的逐渐升高,合金的抗拉强度、屈服强度逐渐2]王薈,吴光英,2024、7075铝合全的热处理工艺及设备叭热处理
升高,延伸率则逐渐降低,在505℃固溶时出现过烧现象。
技术及惹备,2010,12
作者简介:邵秀云(1981-),硕士研究生毕业,工程师,研究方向:金属材料及热处理。