大型ZL205A合金铸件热处理对组织性能的影响

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1、制造技术研党2010年4月第2期大型ZL205A合金铸件热处理对组织性能的影响。王一刘晓霏宋晓玲(首都航天机械公司，北京100076)摘要：详细论述了通过热处理研究，采用不同工艺方法，尤其是固溶和时效对组织、性能影响，进行了大量实验，并对结果深入分析，从中找出了热处理影响的内在规律。采用该热处理工艺方法，能够针对不同批次材料起到稳定铸件组织，提高了产品力学性能的作用，取得了预期效果。关键词：铸件；ZL205A；热处理StudyonMicrostructureandPropertiesofLargeZL

2、205AAlloyCastingHeatTreatmentWangYiLiuXiaofeiSongXiaoling(CapitalAerospaceMachine巧Company,aeijing100076)Abstract：Thepaperstudiedheattreatmentdifferenttechniquesindetail，especiallysolutionandagingtreatmenthadwhatkindofmicrostructureandpropertyeffect，andt

3、heintemaldisciplinewasalsofoundoutbymanyexperimentsandanalysis．Thistechniquecouldmakecastingmicrostructurestable，incmaseproductsmechanicalpropertiestodifferentbatchmaterials，andattaintheresultsexpected．Keywords：casting：ZL205A；heattreatment1引言高强度铸造铝合金，用于

4、制造承受较大载荷的航天机械构件，大致分两类：一类是以AI．Cu为基的固溶体型合金；另一类是以Al—Si为基的共晶型合金。20世纪以来，铝铜系铸造合金由于良好的室温性能和高温性能而得到广泛应用。虽然铝铜系合金的力学性能良好，但目前它的进一步应用受到很大的限制，这是因为它本身具有较宽的结晶温度范围Ilj，在生产过程中铸造应力的作用使铸件易发生热裂。材料的组织与性能密切相关，改变组成相的数量、尺寸、形状及分布等便可以改变材料的各项性能。通过对材料热处理工艺的研究，达到改变材料微观组织的目的，进而影响材料的性

5、能。ZL205A合金是我国自行研制的典型的A1．Cu高强度铸造铝合金，该合金具有3种使用状态：T5状态、T6状态和17状态。对ZL205A合金铸件固溶时效处理的目的主要是改变CuAl2等强化相在a固溶体中的形态和分布。ZL205A合金所含合金元素较多，这些元素在铸件热处理的过程中产生非常复杂的相互影响与制约。同时，在实际应用中，铸件的壁厚变化很大，其不均匀性必然影响铸件的铸态组织和成分，而组织和成分的差异对铸件热处理带来非常大的影响，如热处理后尺寸精度超差、性能分布不均等问题。所以，认识该种材料的内部

6、规律，进行必要的工艺攻关，实际解决生产中的问题，便成了当务之急。2产品概况某航天型号产品壳体铸件采用的是ZL205A合金材料，其形状为薄壁筒状，该零件的形状、尺寸等都反映出零件成型的难度。为保证零件使用过程中的功能效果，铸件要求的力学性能为仉≥390MPa；咖．2≥315MPa；3％≤如≤13％，这比一般的锻造铝合金的作者简介：王一(1974一)，硕士，材料加工工程专业；研究方向：热处理工艺对铸造铝合金组织、结构及性能的影响。收稿日期：2010--03-0322制造技术研霓航天制造技术性能要求都更加严

7、格。所以，研究改善组织，提高性能的热处理工艺方法，对于研究改种材料加工具有积极意义。3试验材料及研究方法3．1试验材料试验所用的ZL205A合金采用QJ3185--2003((航天用铝合金ZL205A、ZLl14A铸件规范》标准进行熔炼，其主要合金含量见表1，杂质允许含量符合表2的规定。表1ZL205A合金含量主要元素，％合金牌号CuMn'13ZrCdBvAIZL205A4．6～5．30．3～O．5O．15～O．35O．05～0．20O．15～O．250．005～0．060『0．05～0．30I余量表

8、2ZL205A杂质含量杂质元素合金牌号必检元素，％抽检元素／％其他，％FeSiMgZnCuMnZL205A≤o．15≤O．06≤O．05≤O．10≤0．153．2试样制备由于该壳体铸件的壁厚变化较大，故制备附铸试样时，采用三种规格，不同厚度的试样在同等热处理条件下得出力学性能结果。试验所用标准拉伸试验采用GB6397方法将三种规格的附铸试样进行加工，形状与尺寸见图1，将该试样进行力学性能检测得出吼(抗拉强度)、印．2(屈服强度)、南(延伸率)。RI粥‘<