2024鋁合金板材尺寸穩(wěn)定性各向異性研究.pdf

1、2024鋁合金為精密儀器儀表行業(yè)中廣泛使用的材料,高精度的儀器儀表要求材料具有較高的尺寸穩(wěn)定性,然而2024鋁合金板材的尺寸穩(wěn)定性各向異性問題并沒有引起學(xué)術(shù)界與工程界的關(guān)注,也未見到相關(guān)研究報(bào)導(dǎo),這將是高精度儀器儀表長期穩(wěn)定性的隱患問題。因此對(duì)2024鋁合金板材的尺寸穩(wěn)定性研究具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文采用透射電鏡、電子背散射衍射、小變形抗力測(cè)試等多種手段對(duì)2024鋁合金板材的微觀組織及尺寸穩(wěn)定性各向異性進(jìn)行了研究,分析了不同穩(wěn)定化處

2、理工藝對(duì)合金微觀組織及不同方向上小變形抗力和尺寸變化行為等的影響,并篩選出有利于各向同性化的穩(wěn)定化處理工藝。
　　研究了退火處理對(duì)其尺寸穩(wěn)定性各向異性的影響。透射觀察發(fā)現(xiàn)2024經(jīng)退火處理后,合金中的微觀組織存在大量大小不一、分布不均勻棒狀未溶S相。小變形抗力測(cè)試結(jié)果表明,其小變形抗力各向異性指數(shù)0.010.01/T.D R.Ds s為0.95,接近1,說明退火處理可以消除板材小變形抗力的各向異性。尺寸變化實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果表明,板材尺

3、寸隨循環(huán)次數(shù)增加而減小,其尺寸變化各向異性指數(shù)D值為1.68,說明在變溫條件下,退火處理不能降低板材尺寸變化各向異性。
　　研究了時(shí)效時(shí)間對(duì)其尺寸穩(wěn)定性各向異性的影響。透射觀察發(fā)現(xiàn)隨著時(shí)效時(shí)間的延長,片層狀 S'相析出越來越充分,且析出具有方向性。小變形抗力測(cè)試表明,隨時(shí)效時(shí)間的增加,0.010.01/T.D R.Ds s與1的差值增大(雙級(jí)時(shí)效0.010.01/T.D R.Ds s為0.97,時(shí)效4h為0.92,時(shí)效10h為1.

4、18),小變形抗力各向同性化效果變差。尺寸變化實(shí)時(shí)檢測(cè)表明,尺寸隨循環(huán)次數(shù)增加而增大。此外,隨著時(shí)效時(shí)間的延長,尺寸變化各向異性指數(shù)變大。其中,雙級(jí)時(shí)效各向同性化效果最佳(D值為0.46),而時(shí)效10h各向同性化效果最差(D值為0.83)。
　　將板材進(jìn)行了TCC與A+TCC兩類冷熱循環(huán)處理,透射觀察發(fā)現(xiàn)冷熱循環(huán)工藝促進(jìn)了合金的時(shí)效析出。小變形抗力測(cè)試結(jié)果表明,冷熱循環(huán)工藝提高了板材的小變形抗力。小變形抗力各向同性化效果較佳的工藝

5、為TCC(-196℃)、A+TCC(-196℃)(0.010.01/T.D R.Ds s值分別為1.16、1.07)。尺寸變化實(shí)時(shí)檢測(cè)結(jié)果表明,板材尺寸隨循環(huán)次數(shù)增加而減小。尺寸變化各向同性化效果較佳的工藝為TCC(-196℃)、A+TCC(-196℃)(D值分別為0.87、0.63)。根據(jù)對(duì)所有的處理工藝分析得出本文最優(yōu)穩(wěn)定化處理工藝為A+TCC(-196℃)。
　　本文中板材尺寸穩(wěn)定性各向異性的影響因素包括:析出相 S'形態(tài)與