2A97鋁鋰合金熱處理工藝及組織性能研究.pdf

1、2A97鋁鋰合金是我國自主研發(fā)的新型Al-Cu-Li-X系合金，具有輕質(zhì)高強、可焊性好、耐疲勞等優(yōu)點，在航空航天領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。研究熱處理工藝對其微觀組織和性能的影響，從而改善其強塑性匹配及耐腐蝕性能，可進一步推動其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用。本文采用硬度測試、拉伸性能測試、金相顯微觀察(OM)、DSC分析、SEM分析及TEM分析等方法研究了2A97鋁鋰合金在不同熱處理工藝下的硬化特征、拉伸力學(xué)性能、晶間腐蝕行為、及其顯微組織變化

2、規(guī)律，不僅優(yōu)化出了合理的熱處理制度，而且探明了該合金在時效過程中沉淀析出相的演變規(guī)律及動態(tài)析出行為，同時測定出了主要沉淀強化相T1相的析出激活能，得出的主要結(jié)論如下:
　　 (1)固溶溫度和固溶時間對2A97鋁鋰合金軋制板材的組織性能具有很大影響，合金適宜的固溶溫度為520℃，固溶時間為90min。經(jīng)此固溶處理后在165℃時效60h的峰值抗拉強度、屈服強度和伸長率分別為556 MPa、530 MPa和5.6％。
　　 (

3、2)對單級時效、雙級時效和回歸再時效處理后2A97鋁鋰合金的力學(xué)性能和抗晶間腐蝕性能研究表明:合金經(jīng)200℃/15 min+165℃/24h或200℃/6h+165℃/6h雙級時效工藝處理后的抗拉強度均高于540 MPa，伸長率均在7％以上，此時合金具有強塑性匹配好，抗晶間腐蝕效果佳，所需時效時間短等優(yōu)點，因而采用這兩種工藝進行時效最為適宜。
　　 (3)2A97鋁鋰合金具有很強的自然時效特性，該合金經(jīng)固溶淬火處理后的初始硬度值

4、僅為78HB，自然時效初期硬度上升很快，時效24h后已升至110HB;隨后緩慢增長，7天后硬度可達124HB;之后進入穩(wěn)定狀態(tài)，隨著自然時效時間的繼續(xù)延長，硬度幾乎不再發(fā)生變化。對經(jīng)長期自然時效處理的樣品進行TEM觀察發(fā)現(xiàn)其主要強化相為δ'、G.P.區(qū)、以及δ'/β'復(fù)合相。
　　 (4)2A97鋁鋰合金165℃單級時效過程中沉淀相的析出序列為:α過飽和固溶體→G.P.區(qū)+δ'→θ'+δ'/θ'→θ'+T1+σ。165℃人工時效

5、初期的主要強化來源為G.P.區(qū)、δ'以及δ'/θ'等復(fù)合相，時效中期和后期的主要強化相為θ'、T1和少量σ相。
　　 (5)2A97鋁鋰合金165℃/60h單級峰時效時主要析出相為數(shù)量較多且尺寸較小的T1相和θ'相;200℃/6h單級峰時效時主要析出相為較少量的T1相和一定數(shù)量的θ'相;與200℃/6h單級峰時效相比，經(jīng)200℃/6h+165℃/6h先高溫后低溫雙級時效處理后，合金進入“過時效”階段，T1相數(shù)量有所增加但尺寸變化