《2024铝合金的均匀化热处理研究》.pdfVIP

《铝加工》 2010 年第4 期总第195 期 学术综论 2024 铝合金的均匀化热处理研究 刘 成，罗兵辉，王 聪，杨 磊 （中南大学材料科学与工程学院，长沙410083） 摘要：采用光学显微镜（OM）、差热分析（DSC）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）和X射线衍射（XRD）等方法，研究2024铝 合金铸态与均匀化态的显微组织演化和成分分布。结果表明：2024铝合金的铸态组织枝晶偏析严重，在晶界存在很多低熔点 共晶相，Cu，Mg和Mn元素在晶内及晶界分布不均匀；经过均匀化处理后，合金组织中的非平衡相逐渐溶解，各组元分布趋 于均匀；该合金的过烧温度为503.1℃，合理均匀化制度为495℃,24 h，该制度与均匀化动力学方程得到的结论基本一致。 关键词：2024铝合金；显微组织；均匀化处理；动力学 中图分类号：TG1660.3 文献标识码：A 文章编号：1005- 4898 （2010）04- 0008- 07 [1～3] 大量研究表明 ：合金在凝固时都存在枝晶偏 匀化动力学的系统研究鲜有报道。在此，本文作 析，在晶界和晶内各组元分布不均匀，必须通过均 者利用OM、DSC、SEM、XRD 等手段研究了2024 匀化处理消除或降低铸锭晶体内化学成分和组织 铝合金铸态和均匀化处理后的显微组织及成分变 的不均匀性。均匀化处理能促进合金中低熔点可 化，得到最佳均匀化工艺，并导出均匀化动力学 溶解共晶相完全或接近完全溶解，减少第二相的 方程，同时，也对实验所得均匀化工艺进行了验 体积百分数，使合金铸锭化学成分分布趋于均匀， 证。 以期为优化2024铝合金均匀化工艺，指导实 组织达到或接近平衡状态，提高合金元素在基体 际生产提供理论及参考依据。 中的固溶度，同时改善合金的塑性，提高合金的 1 实验材料及方法 [4～6] 强度，最终改善合金的加工性能及使用性能 。 2024铝合金由于强度高、 比重低、耐热性好 实验用材料为东北轻合金有限责任公司提供的 等优点, 主要用作飞机蒙皮、骨架、肋梁、隔框及 2024铝合金铸锭，其主要化学成分（质量分数/%）为 卫星等航天器上要求承受高循环载荷的结构件， Cu 3.8～4.9 ，Mg 1.2～1.8，Mn 0.3～0.9 ，Al余量。铸 已成为航空工业中使用最为广泛的铝合金材料之 锭尺寸为85mm×300mm×200mm 。利用线切割将铸 一。 目前为止，国内外有关2024铝合金的研究已 锭切割成15mm×15mm×10mm (长× 宽× 高) 的小块 有大量报道：李晗等利用正交试验研究了热处理 试样。 小块试样分别在465℃ 、480℃ 、495℃ 、 对2024铝合金薄板力学性能的影响，提出了2024- 505℃ 、515℃下进行均匀化处理，处理时间为24 T62态较优的热处理工艺参数。王轶农等研究了冷 h 。在选定的最佳均匀化温度下分别处理12 h、24 轧态2024 铝合金的再结晶织构及晶界特征分布。 h、48 h和72 h 。均匀化处理所用设备为程序控温 NING Ai-lin[10]等研究了固溶后大冷变形对2024铝合 SX -4 -50 箱式电阻炉，温度误差±2 ℃ 。 采用 金析出及性能的影响。F. M. Khoshnaw[11]等研究了时 POLYVER-MET显微镜观测金相组织，金相试样采 效温度和时间对2024铝合金剥落腐蚀性能的影响。 用Kellers 试剂腐蚀；Sirion200场发射扫描电镜观 [12] 察铸锭枝晶组织、定性观测枝晶网络溶解程度和 熊少敏 等研究了2024铝合金中的沉淀相对其PLC 效应的影响。Jones, K[13～14]等对2024铝合金的腐蚀疲 残留相的大小、数量和