铝青铜QAl10-4-4热处理工艺性能研究.pdf

第37卷第6期
热处理技术与装备
Vol. 37. No6
6年12月
RECHULI JISHU YU ZHUANGBEI
工艺研究?
铝青铜QAI1044热处理工艺性能硏究
巢昺轩,蒋克全,洪锋,王宝龙
(昌河飞机工业集团有限责任公司,江西景徳镇333002)
摘要:为了提高航空铝青铜QA41044材料的杺械加工及使用性能,对热轧状态铝青钥QAI044
进行热处理工艺试验,通过硬度检测和金相组织分析,优化了エ艺参数。当布氏硬度要求250~300
HBS时,采用900℃固溶和430~530℃时效,可获得最佳的力学性能和金相组织。为制定铝青铜
QA1044的热处理工艺提供了重要依据。
关键词:铝青铜QAlI044;热处理;硬度;金相组织
中图分类号:TG156.92,TG156.94文献标志码:A文章编号:1673-4971(2016)050035404
Research on Heat Treatment Technology and Performance
for Aluminum Bronze QAL10-4-4
CHA0 Bing-xuan, JIANG Ke-quan, WANG Bao-long
Changhe Aircraft Industry Group Co, Ltd, Jingdezhen Jianxi 333002, China
Abstract In order to improve mechanical processing and usability of aluminum bronze QA110-44, the
heat Ereatment technical examinations were carried out for QAL10-4-4 as hot-rolling. Technical parameters
were optimized by hardness testing and metallographic structure analysis. When the requirement of hard
ness was 250 to 300 HBS, the excellent mechanic performance and metallographic structure were obtaine
with solid solution at 900C and aging at 430 to 530 C, which provide an important basis for making the
heat treatment technology of QAI10-4-4
Key words; aluminium bronze QAL10-4 4; heat treatment hardness; metallographic structure
Q2⊥1044是铜-铝-镍铁四元系热强型复杂铝陷,降低了机械加工性能;导致在机加工过程中,时
青铜。元素镍显著提高铝青铜的强度、硬度、热稳定常出现变形、裂纹和破损等问题?。为了改善其加
性和耐蚀性能;合金中的镍、铁与铝能形成马氏体x工性能,必须进行固溶、时效热处理以获得理想的金
相,其在室温下为有序体心立方晶格。x相在加相组织和力学性能。若热处理工艺不当,会使材料
热到高温会溶人、B相中,随温度下降又会析出,因无法满足使用要求。热处理后硬度过高,则机裓加
此可通过改变热处理工艺参数控制其析出量及尺工性能较差;若硬度过低,则不能充分发挥该材料的
寸,以达到优化力学性能的目的
潜质,耐磨性和使用寿命将降低,难以满足零件的使
铝青铜QAl044在热轧状态(原材料)下已经用性能要求。为了优化热处理工艺,从而获得最
具有足够的硬度,但是由于原材料在内应力、显微组佳的参数,需开展相关工艺试验。分析固溶时效温
织、晶粒度、共析体数量及弥散度等方面存在诸多缺度、时效时间与硬度和金相组织之间的关系,为制定
收稿日期:2016-06-18
作者简介:果轩(1988-),男,工程师,主要从事热处理技术质量及设备管理工作。
联系电话:15107088713;E-mail.chaoxuan52@126.com
万方数据
热处理技术与装备
第37卷
铝青铜QAI1044的热处理工艺提供重要依据。
加,生成的B相以电子化合物Cu3AI为基的固溶体
也增多;固溶时B相发生马氏体转变,生成密排六方
1实验方法
的亚稳定相β',最终形成a+β+β'混合组织。时效
铝青铜QAI044棒料标准为GB/T13808,材时B'中会分解出细小的(a+y2)共析组织,具有较
料为热轧态,试样尺寸15mmx15mmx25m。对高的强度和硬度,进而提高了基体材料的强度、硬
试验材料的力学性能和化学成分进行复验,见表1。度。当固溶温度较低时,由于存在大量的α相及K
原材料各项复验指标均处于标准范围内,符合要求。相残留,使基体中合金元素含量减少、α相较多,不
利于最终的强化2。
表1试验材料的力学性能和化学成分
Table I Mechanical performance and chemical component of test material
310
性能指标O/MPa
%‰
930℃淬火硬度下限
290
标准要求
170~240
930℃淬火硬度上限
21.5
270
入厂值
780
18
203
230
为了分析固溶、时效温度对最终硬度和金相组
900℃淬火硬度下限
织的影响,分别在900和930℃进行固溶处理,保温
900℃淬火硬度上限
时间30min,在10~35℃水中快速冷却;然后在
350400450500
固溶温度/℃
350、400、450、500、550、600和650℃进行时效处理,
保温2h。为了研究时效保温时间对材料硬度的影
图1QA11044经900和930℃固溶后的硬度值
Fig 1 Hardness value of QAL10-4-4 after solid
响,材料经900℃x30min固溶处理后,在450℃时
solution at900℃and930℃
效温度下分別保温1、1.5、2、2.5和3h。热处理后
采用电子压痕监测仪进行硬度检测。
从图2的金相组织中可以看出,经900℃固溶、
400℃时效后的金相组织符合要求,相基体中弥散
实验结果及分析
分布着类球形K相组织;但经930℃固溶、400℃时
2.1固溶温度对硬度值的影响
效后的金相组织中,相基体中弥散分布着针状κ
QAl1044经900和930℃固溶处理后,分别在相组织,导致材料力学性能不稳定,存在偏差,对应
350、40045050050600和60℃时效后的便度硬度偏高。
值如图1所示。固溶温度越高,材料的硬度值也越
QA11044材料高于950℃固溶后的金相组织
高。随着固溶温度的升高,K相金属间化合物(Al-为a+B,室温时为a+x,K相的析出形式和分布形
Fe-Ni)熔入基体就越多,基体合金元素含量随之增
态与热处理工艺参数有关。通过控制固溶和时效参
(a)900℃;(b)930℃
图2QA1044经不同温度固溶、400℃时效后的金相