2524铝合金铸锭均匀化过程中相的变化

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1、全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集．177．2524铝合金铸锭均匀化过程中相的变化李念奎，冯正海【东北轻合金有限责任公司，黑龙江哈尔滨150060)摘要：采用金相、扫描电镜、能谱和DSC分析方法研究了2524铝合金半连续铸锭均匀化处理过程相的变化。结果表明，2524铝合金半连续铸锭的铸态组织中存在大量的非平衡凝固的含A12CuMg／fll她cu的共晶相，其熔化温度为505。C；在595。C12h均匀化过程中该合金铸锭中非平衡凝固共晶相发生溶解，合金中铸造过程形成的非平衡凝固共晶体鸽Cu全部消失，但A12CuMg相不能完全溶解。关键词：2

2、524铝合金；均匀化；DSC；共晶相2524合金为m．Cu．Mg系高强铝合金，是航空航天领域广泛采用的重要结构材料uJ。由于它们成分复杂，合金化元素含量高，在半连续铸造过程中产生严重的枝晶偏析，形成大量的非平衡凝固共晶组织怛J，因此这类合金铸造后必须进行均匀化热处理b'4J，其目的是使合金中可溶相溶入基体，最大限度地减少基体中残留的结晶相，提高合金的塑性、抗疲劳断裂性能和时效强化潜力。因此铸锭的均匀化处理是这类合金能否获得理想工艺性能和使用性能的关键环节之一。由于这类合金在铸造过程形成大量的低熔点产物，因此其铸锭均匀化处理通常不超过过烧温度

3、。合金铸锭中的初生低熔点产物在均匀化处理过程的变化，对合理制定灿．Cu．Mg系高强铝合金半连续铸锭的均匀化处理工艺至关重要。本文的目的是通过研究2524铝合金半连续铸锭均匀化处理的过烧温度及其相的变化，为开发其最佳均匀化处理制度奠定基础。1试验方法试验用合金铸锭是通过电炉熔炼，半连续铸造成横断面尺寸为85mmx300mm的扁锭，其．化学成分如表l所示。试验样品取自合金铸锭表面至中心1／2处，其尺寸为15rain×15mlTl×25mm，均匀化热处理后，首先切取DSC分析样品，然后进行金相组织和扫描电镜组织及能谱分析。表l试验用合金化学成分(

4、质量分数)％CuMgMnFeSiCrNiznTi其他杂质m4．261．480．590．06<0．05<0．10<0．05余量样品在循环风均火炉中进行495℃12h的均匀化热处理，采用OLYMPUSGX71型金相显微镜、SSX．550型扫描电镜及Dx_4型能谱仪进行组织观察和能谱分析，用DSCl31型示差扫描量热仪进行DSC分析。2试验结果与分析2．12524合金铸态组织2．1．12524合金铸态组织及过烧温度图1为2524合金的铸态金相组织，可见合金半连续铸锭的铸态组织中存在大量的非平衡78．全国第十四届轻台金加工学术交流会论文集共品相，非

5、平衡共晶相呈现为连续的网膜状，枝晶粒较细且为等轴品，此外还有一些点状和块状的第二相，它们分布在枝晶内或枝晶网膜上。圈甏目IbM台±擤盎样日的宣#*mC来●刘图2为2524合金半连续铸锭的铸态组织的Dsc曲线，从曲线可见台金铸态样品在507'E左右存在较大的吸热峰(第一熔化峰)，其热焙值为20．94J，g．说明该合金铸态组织中存在鞍多熔点为507。G左右的低熔点产物，因此该合金鳞锭加热温度超过507％将过烧。为了避免铸靛过烧，2524台金铸锭的常规均匀化处理温度不能超过507tc。田2嬲台盘■夺样品的【bc骨折曲馈2I22524夸金帱态铸态组

6、织的扫描电镜结果田3为2524合金铸态样品组织的扫描电镜背散射电子像。由田3可见，合金铬态纽搴}的结晶相主要为灰色共晶相和暗灰色块状相两大类。灰色共晶相之一见图3中的箭头l(郾探测点I)，其能谱分析结果分别如图4a和表2中的探测点1所示．证明它们为从cu相；灰色共晶相之二见图3中的箭头2(即探测点2)．其能谱分析结果分别如图4b和表2中的探测点2所示，证明它们为A12cuMs相；这种灰色共晶相足合金在半连续铸造过程形成的非平衡凝固产物。暗灰色块状相见图3箭头3和4(即探测点3和4，其能谱分析结果分别如图4c、4d以及袭4中的探测点3和4，分

7、析为含有Fe、Mn等元素的相。可见．合金铸锭中结晶相主要为魅CuMg、仙Cu及含Fe、瓢、Mn的相。全国第十四届轻台金加工学术交流会论文集田，础铸盎目组扫描电镜背散射电于像·ⅧAI圈4田3中1,2，3、4摄■点的耱谱分析田裹3对应田3中各探测点的健谱分析结果(at％)塑趔基型坐如旦也里17962518．306266926696015．5811745937492712．43726709966±箜：Q盟理：翌i!：箜§!：!!!§：』塑!：互銎180·全国第十四届轻台金加工学术交流会论文集2；22524台金均匀化后的组织2．2．12524合金均

8、匀化后全相度DSC分析图5和图6为2524合金经4956C12h均匀化处理并水冷后的盒相组织和1)SC分析曲线。■鬻田52饼古盘＆4956c12h均匀化的盒相组织(未庸剡l田62