熱處理工藝對(duì)2195鋁鋰合金低溫力學(xué)性能影響規(guī)律研究.pdf

1、本文系統(tǒng)地研究了固溶時(shí)效、固溶后分級(jí)和形變處理的工藝參數(shù)對(duì)2195Al-Li合金硬度和低溫拉伸性能的影響，通過(guò)對(duì)拉伸斷口的SEM觀察，探討了低溫拉伸斷裂行為，并對(duì)固溶時(shí)效態(tài)樣品進(jìn)行了較為系統(tǒng)的XRD和TEM研究。
　　結(jié)果表明：與常溫相比，77K下的抗拉強(qiáng)度指標(biāo)顯著提高。欠時(shí)效處理?xiàng)l件下520℃固溶，160℃×24h為優(yōu)化工藝，在77K下的抗拉強(qiáng)度σb>590MPa，σ0.2>470MPa，而延伸率δ>16％；500℃固溶35mi

2、n+160℃×24h處理工藝是典型的獲得高的低溫塑性的工藝，77K實(shí)驗(yàn)條件下，其延伸率高達(dá)29.23%，σb和σ0.2分別約為484MPa和337MPa；未處理樣品的硬度約為HB66，峰時(shí)效態(tài)硬度約為HB107-109，時(shí)效峰大約出現(xiàn)在60-80h；T6態(tài)試樣在77K的低溫拉伸性能為：σb和σ0.2約為670MPa，和570MPa，與常溫拉伸(約555MPa和480MPa)相比顯著提高，δ約為9%與相應(yīng)常溫?cái)?shù)據(jù)接近。高的抗拉強(qiáng)度和低的延

3、伸率指標(biāo)對(duì)應(yīng)于典型的層狀分割斷面的斷口特征，層狀斷口的出現(xiàn)不僅與試樣的熱處理狀態(tài)有關(guān)，還和拉伸實(shí)驗(yàn)溫度有關(guān)。固溶時(shí)效處理過(guò)程伴有再結(jié)晶發(fā)生，并產(chǎn)生了不同的再結(jié)晶織構(gòu)。在低的固溶溫度欠時(shí)效處理?xiàng)l件下表現(xiàn)出較為強(qiáng)烈的(111)擇優(yōu)取向，提高固溶溫度，出現(xiàn)較強(qiáng)烈的(220)擇優(yōu)取向，而在峰時(shí)效處理?xiàng)l件下分別出現(xiàn)了(220)、(311)和(200)、(311)晶面的擇優(yōu)取向，時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)，(311)擇優(yōu)取向比例增強(qiáng)。在固溶時(shí)效態(tài)析出相以T1相為

4、主，兼有GP區(qū)和少量的β′相(Al3Zr)和δ′(A13Li)相，在T6狀態(tài)下，先期析出的T1相有所長(zhǎng)大，但同時(shí)有大量T1相彌散析出。
　　低溫下，通過(guò)分級(jí)和形變時(shí)效處理后2195鋁鋰合金的力學(xué)性能較常溫有了顯著提高，峰時(shí)效時(shí)σb提高幅度達(dá)到120MPa。延伸率也有較大的改善，其規(guī)律性較常溫時(shí)更強(qiáng)。2195鋁鋰合金在分級(jí)時(shí)效制度（540℃/35min固溶+90℃/8h+180℃/24h時(shí)效）下能獲得較佳的強(qiáng)塑性配合：σb=674.

5、9MPa、σ0.2=594.2MPa、δ=9.1%。而在T8態(tài)（540℃/35min固溶+9%預(yù)變形+48h時(shí)效）下獲得了最佳強(qiáng)塑性配合：σb=729MPa、σ0.2=640MPa、δ=10.5%。相同時(shí)效時(shí)間下，變形量由3%到15%，相應(yīng)的σb增加了30MPa，延伸率下降到10%左右。從綜合力學(xué)性能考慮變形量控制在6%～12%的較為適宜。分級(jí)時(shí)效處理與形變熱處理后，2195鋁鋰合金在時(shí)效過(guò)程中主要的強(qiáng)化相為δ′、T1和θ′相。低溫時(shí)效