Al-Cu-Mg-Mn合金的时效热处理与组织性能研究.pdf

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1、ChinaScience&TechnologyOverview装备制造及检测检修AI—Cu—Mg—Mn合金的时效热处理与组织性能研究祁炜峰王一松(河南天泰工程技术有限公司，河南郑州450046)【摘要】通过室温拉伸性能测试、硬度测试、TEM电镜分析，本文研究了不同时效工艺对一4．20Cu一1．50Mg一0．6oMn合金冷轧板组织与性能的影响及相关变化规律。结果表明：所研究合金较适宜的时效工艺为17o℃／2oh，合金主要的强化作用~,-T-s过渡相的析出强化。【关键词】一cu—Mg—Mn舍金mJ-~t力学性能微观组织[Abstract]Thenlicrosm1cnIIesandmech

2、anicpropertiesoftheA1—4．20Cu一1．50Mg一0．60MnalloyatdiferentageingtreatmentwereinvestigatedbyteI1siletest，hardnesstest，andTEMan~yses．Theresultsshowthatthesuitableageingtreatmentofthealoyisageingat170~(2for20h．Sphasearethemainstrengtheningphasesofalloy．[Keywords]一Cu—Mg—MnalloyAgeingMechanicalproper

3、tiesMicrostmcture时效成形(CreepAgeForming，CAF)是一种新型铝合金成参考与本合金成分相近的固溶处理制度[41，时效待定温度初定形加工方法，其在航空航天领域有较好的应用前景。该工艺通过将为150、170、190℃，这时时效时间通常取20h。在研究时效工艺对合人工时效与加工成形相结合，利用铝合金在弹性应力作用下于一定金硬度的影响时，也取不同时间做对比分析。通过硬度试验、力学性温度工时效温度)时发生蠕变变形，得到具有一定形状的结构件，能实验和合金的显微组织分析，从而确定合金适宜的时效温度和时同时利用时效处理得到铝合金所需的性能【l】。效时间。时效工艺实验方

4、案见表2。欧美国家已将时效成形技术应用到飞机制造过程中，但是国2实验结果与分析内对机翼翼面等曲面板形构件采取的仍是传统的冷滚弯技术，在2．1时效工艺对合金组织性能的影响及分析时效成形技术及相关材料的研究方面还比较落后。为此，本文重点2．1．1时效工艺对合金硬度的影响对A1一Cu—Mg—Mn系合金的固溶、时效热处理工艺进行了探讨研图1为合金经490E／40min固溶处理后，不同时效状态下的时究，并对实验结果进行了理论分析和讨论。效硬化曲线：时效初期，硬度普遍升高，190~C的升高最快，随时效时1材料与实验方法间的延长，硬度都达峰值后再下降；150X2和170~2都在20／is时附近达1

5、．1实验材料到峰值，170"C峰值最高(118．6HV)。190Y2时，峰值提前到4h，峰值较实验合金的主要成分见下表1-1。合金按表中成分设计在300Kg低。合金较适宜的时效处理工艺应为170E／20h。电炉中进行熔炼，2T铸造机上铸造，铸锭规格为100mmX200mm的2．1．2时效工艺对合金组织性能的影响方铸锭，低倍检查后进行均匀化退火，然后轧制成板材。试验用料淬合金冷轧板在不同温度050、170、190E)和不同时间(4、20、28h)火后，即可进行时效成形等处理。下时效处理后的拉伸力学性能见下图2。1．2实验方法时阿／h删℃图15间高滚1。随后略有下降金达到峰值硬度的时间缩

6、短，硬化速图2(a)合金时效温度与力学性能的关系度加快490／40minW．Q+2．5％预拉伸+(150、170、190℃)／20h表1实验合金的成分(％)合金CuMgMnSiFeZrA1A1一Cu—Mg-Mn合金4．2O1．50O．6O<0．15