熱加工工藝：2A70鋁合金環(huán)件脹形強(qiáng)化微觀機(jī)制的試驗(yàn)研究
2022-05-16【作 者】江道;易幼平;黃始全
【前 言】
2A70 鋁合金屬于 Al-Cu-Mg-Fe-Ni 系鍛造鋁合金，具有較高的耐熱性，使用溫度可達(dá) 150～225℃。同時(shí)具有其他許多優(yōu)良的特性，比如，良好的熱處理強(qiáng)化性能和冷熱加工性能以及較高的比強(qiáng)度。 當(dāng)飛機(jī)飛行速度超過兩倍音速時(shí)， 飛機(jī)表層蒙皮溫度能達(dá) 200℃以上，低空飛行更會(huì)達(dá)到 250℃，目前各國超音速飛機(jī)制造多采用 2A70 鋁合金， 該鋁合金也因此成為航空航天領(lǐng)域的重要材料之一[1-3]。
環(huán)形件是航空航天等領(lǐng)域重要構(gòu)件之一， 為了使 2A70 鋁合金環(huán)形件達(dá)到航空航天高性能使用要求，熱處理工藝對(duì)于提高合金性能起了關(guān)鍵作用，其中預(yù)變形處理被認(rèn)為是高性能鋁合金制備中的重要手段之一[4-5]。 國內(nèi)外在板材預(yù)變形方面取得了豐富的研究成果， 通常在固溶淬火后采用預(yù)拉伸工藝對(duì)鋁合金板材進(jìn)行預(yù)變形， 一方面可以為后續(xù)的時(shí)效強(qiáng)化提供必要的微觀組織結(jié)構(gòu)， 促進(jìn)合金強(qiáng)化相的析出、細(xì)化晶粒、提高合金力學(xué)性能；另一方面可以消減構(gòu)件內(nèi)部的殘余應(yīng)力[6]。 對(duì)于環(huán)形件而言，為獲得良好的組織性能與較低殘余應(yīng)力的環(huán)形件， 通常采用脹形工藝對(duì)環(huán)形件進(jìn)行預(yù)變形。然而，脹形工藝對(duì)鋁合金環(huán)形件性能的影響規(guī)律及其微觀機(jī)制的研究工作鮮有報(bào)道。 鑒于此，本文結(jié)合 2A70 鋁合金環(huán)件熱處理工藝研究需要，利用拉伸試驗(yàn)、掃描電鏡以及透射電鏡研究了 2A70 鋁合金環(huán)件脹形工藝對(duì)強(qiáng)化相析出的作用機(jī)制及對(duì)合金力學(xué)性能的影響，從而為探索 2A70 鋁合金環(huán)件最佳預(yù)變形處理工藝提供了依據(jù)。
【結(jié) 論】
（1）進(jìn)行了 2A70 鋁合金環(huán)形件淬火與脹形工藝的試驗(yàn)，結(jié)果表明：環(huán)形件經(jīng)過脹形工藝后，拉伸強(qiáng)度明顯得到提高，同時(shí)伸長率略有下降。
（2）脹形工藝引入大量的位錯(cuò)，這些位錯(cuò)又不斷吸收空位， 為 S 相的析出提供眾多形核場所，促進(jìn) S 相充分而均勻的析出， 縮小第二相質(zhì)點(diǎn)間距，導(dǎo)致位錯(cuò)繞過質(zhì)點(diǎn)應(yīng)力增大，從而提高合金強(qiáng)度。
（3） 脹形后合金塑性下降， 分析認(rèn)為脹形工藝會(huì)使晶間無沉淀析出帶變窄， 合金受外力發(fā)生變形時(shí)，晶界附近應(yīng)力得不到很好松弛，很快達(dá)到晶界斷裂極限應(yīng)力并發(fā)生斷裂，因而塑性較差。
以下是正文：
