强化固溶对超高强h755铝合金组织和性能的影响

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1、全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集．225·强化固溶对超高强H755铝合金组织和性能的影响李建湘1，杨志兵1，蒋蓉蓉2，尹志民2j黄继武2【1．广东中山市金胜铝业有限公司，广东中山528463；2．中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410083}摘要：采用室温拉伸性能测试、金相组织观察、x射线衍射以及透射电子显微分析研究了强化固溶对超高强H755合金组织和性能的影响。结果表明，常规固溶．时效和强化固溶．时效条件下，强化固溶使得合金时效后的抗拉强度、屈服强度和伸长率提高了25N／mm2、24N／n蚰2，伸长率仍然保持在11．2％的高水平。强化固溶条件

2、下，共晶点以下第一级较低温度下较长时间固溶可使非平衡共晶组织充分扩散和溶解；共晶点以上的第二级高温固溶不会出现过烧。强化固溶处理之后，基体的过饱和度和时效后第二相析出强化增加，这是合金强度和塑性提高的主要原因。关键词：超高强铝合金；常规固溶；强化固溶；残留相；力学性能；显微组织H755铝合金是中山金胜铝业有限公司自行研发的一种超高强铝合金，主要用来替代不锈钢制造打印机和复印机内的五金件，达到轻量化、节能和降低成本的目的。为了使铝合金获得超高强度和较高的塑性，除优化铝合金成分和制备工艺外，国内外材料工作者在热处理方面进行了广泛的研究[1。J。刘胜胆等人以高

3、纯7055铝合金为对象，研究了固溶过程中的组织变化，合金在490℃固溶时组织便发生过烧，分级固溶较单级固溶可更好地控制合金组织，能在保持较小再结晶程度和较小晶粒尺寸的同时，使初生A1ZnMgCu相溶解程度增加HJ。郭俊峰等人研究了7055铝合金挤压带板纵横向的组织和性能，结果表明7055铝合金挤压带板在470。C保温超过20min，其固溶处理基本充分，继续延长固溶处理保温时间，不能提高合金的强度，但合金伸长率略有升高b]。张茁等人研究了添加Yb对灿一Zn．Mg-Cu．Zr合金强度和断裂性能的影响，结果表明，添加的Yb能形成细小的含Yb的共格弥散相。这些弥

4、散相能保留回复变形组织，抑制铝基体的再结晶，提高合金的强度∞J。本文主要研究强化固溶处理对‘H755铝合金棒材力学性能与微观组织的影响，旨在为这种合金的热处理工艺优化提供理论和试验依据。1试验材料与方法1．1试验材料试验用材料为超高强H755铝合金棒材，合金成分见表1。铸锭均匀化后挤压并冷拉成直径为12mm的棒材。表1H755铝合金化学成分(质量百分数)％堑№垒垄竖墅笪7．62．42．30．10．20．1余量1．2试验方法(1)DSC热分析为了确定棒材固溶处理温度范围，防止合金过烧，需要预先对合金挤压态棒材进行DSC热分析。研究合金挤压棒材样品的DSC热

5、分析结果，如图l所示。全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集奄目良耳、一、UC疗口图lH755铝合金挤压态棒材DSC热分析从图1可以看出，H755铝合金样品加热过程中，在4800C、5340C和628。C条件下有显著的吸热峰，628。C是熔化峰，4800C和534。C分别为合金的三元共晶和二元共晶点。显然，如果棒材样品在4800C以上固溶，晶界会局部熔化导致过烧。(2)热处理根据DSC热分析结果，固溶处理研究方案如下：常规固溶为470。C保温1h，水淬。强化固溶为460。C保温2h，再20min升温到490。C保温1h，水淬。为了进一步比较强化固溶对合金

6、时效组织性能的影响，常规固溶和强化固溶后进行时效处理，时效工艺为120℃24h，空冷。(3)力学性能测试拉伸力学试样沿棒材纵向截取，试样按照GB6397—86《金属拉伸试验试样》的规定进行加工，拉伸试验在CSS-44100材料实验机上进行，拉伸速度为2mm／min。(4)显微组织分析金相样品取自棒材纵向，采用Keller试剂腐蚀，金相分析在POLYVER．MET显微镜上进行。为了进一步分析强化固溶对合金平衡相溶解的影响，采用扫描电子显微镜的背散射电子成像(BSE)以及能谱(EDS)对合金进行了观察和分析。x射线衍射物相分析在日本理学D／max．2500／

7、PC型x射线衍射仪上进行，Cu．‰辐射，加速电压40kV，电流250mA。透射电镜薄膜样品经机械预减薄后采用双喷电解减薄，电解液为硝酸与甲醇混合液(体积比为1：3)，电解减薄温度低于一20。C。透射电子显微组织观察在TECNAIG220电镜上进行，加速电压为200kV。2试验结果2．1强化固溶对合金力学性能的影响不同处理状态H755铝合金棒材硬度和拉伸力学性能试验结果见表2。表2强化固溶对H755铝合金力学性能的影响状态HBR。／(N。nlln。2)R曲．2／(N·mm。2)A／％挤压态10248732611．0470cclh常规固溶8752534211

8、．0常规固溶+120℃24h时效16572767611．64600C2h+490