熱加工工藝：2A70鋁合金環(huán)件脹形強化微觀機制的試驗研究
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 150～225℃。同時具有其他許多優(yōu)良的特性，比如，良好的熱處理強化性能和冷熱加工性能以及較高的比強度。 當飛機飛行速度超過兩倍音速時， 飛機表層蒙皮溫度能達 200℃以上，低空飛行更會達到 250℃，目前各國超音速飛機制造多采用 2A70 鋁合金， 該鋁合金也因此成為航空航天領域的重要材料之一[1-3]。
環(huán)形件是航空航天等領域重要構件之一， 為了使 2A70 鋁合金環(huán)形件達到航空航天高性能使用要求，熱處理工藝對于提高合金性能起了關鍵作用，其中預變形處理被認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拉伸工藝對鋁合金板材進行預變形， 一方面可以為后續(xù)的時效強化提供必要的微觀組織結構， 促進合金強化相的析出、細化晶粒、提高合金力學性能；另一方面可以消減構件內(nèi)部的殘余應力[6]。 對于環(huán)形件而言，為獲得良好的組織性能與較低殘余應力的環(huán)形件， 通常采用脹形工藝對環(huán)形件進行預變形。然而，脹形工藝對鋁合金環(huán)形件性能的影響規(guī)律及其微觀機制的研究工作鮮有報道。 鑒于此，本文結合 2A70 鋁合金環(huán)件熱處理工藝研究需要，利用拉伸試驗、掃描電鏡以及透射電鏡研究了 2A70 鋁合金環(huán)件脹形工藝對強化相析出的作用機制及對合金力學性能的影響，從而為探索 2A70 鋁合金環(huán)件最佳預變形處理工藝提供了依據(jù)。
【結 論】
（1）進行了 2A70 鋁合金環(huán)形件淬火與脹形工藝的試驗，結果表明：環(huán)形件經(jīng)過脹形工藝后，拉伸強度明顯得到提高，同時伸長率略有下降。
（2）脹形工藝引入大量的位錯，這些位錯又不斷吸收空位， 為 S 相的析出提供眾多形核場所，促進 S 相充分而均勻的析出， 縮小第二相質(zhì)點間距，導致位錯繞過質(zhì)點應力增大，從而提高合金強度。
（3） 脹形后合金塑性下降， 分析認為脹形工藝會使晶間無沉淀析出帶變窄， 合金受外力發(fā)生變形時，晶界附近應力得不到很好松弛，很快達到晶界斷裂極限應力并發(fā)生斷裂，因而塑性較差。
以下是正文：
