2024鋁合金的熔鑄及形變熱處理工藝研究.pdf

1、Al-Cu-Mg鋁合金具有密度低、比模量和比強度高、加工成型性能好等優(yōu)點，在航空航天、國防等領域有著極其重要的應用價值和廣闊的發(fā)展前景。為了進一步改善Al-Cu-Mg合金的性能，本論文采用真空感應熔煉水冷銅模鑄造工藝制備2024鋁合金。與普通鑄造相比，采用真空感應熔煉技術(shù)可以提高熔體質(zhì)量，凈化合金熔體，消除氣孔缺陷，利用水冷銅模鑄造技術(shù)細化合金的晶粒組織，等軸晶數(shù)目增多，平均晶粒尺寸從常規(guī)鑄造的125μm減少到28μm，合金微觀組織得到

2、很大程度改善。
　　研究了真空感應熔煉水冷銅模鑄造工藝參數(shù)對2024鋁合金組織及性能的影響，結(jié)果表明：隨著合金冷卻速度的增大，α(Al)初晶中樹枝晶數(shù)量不斷減少，一次晶軸尺寸和二次枝晶間距也逐漸減小，晶粒明顯得到細化。提高設備的輸入功率可加強坩鍋內(nèi)熔體的攪動，當熔體的澆鑄溫度為810℃時，合金的微觀組織較為理想，晶粒的平均尺寸為28μm。經(jīng)過形變熱處理后，合金中位錯增殖現(xiàn)象明顯且分布均勻，細小的晶粒內(nèi)部形成以位錯胞為主的亞結(jié)構(gòu)組織

3、，并且沉淀相能彌散分布，因而合金的力學性能大幅提升。
　　研究了不同的形變熱處理工藝參數(shù)對真空感應熔煉水冷銅模鑄造合金和普通鑄造合金組織及力學性能的影響。結(jié)果表明：采用100℃/6h進行預時效處理，既能為終時效提供均勻的形核核心，又能避免S'相的不均勻析出。在190℃下以30％的軋下量進行溫變形可以獲得較佳的加工硬化及沉淀強化效果。在150℃下進行終時效，可以保證過渡沉淀相均勻彌散析出，并保留了較多的位錯胞等亞結(jié)構(gòu)組織，大大提高了

4、合金的強化效果。普通鑄造合金錠坯經(jīng)過中間形變熱處理后可以提高合金的強度，其T81態(tài)強度為450MPa，而經(jīng)中間形變熱處理的強度提高至了535MPa；真空感應熔煉水冷銅模鑄造合金經(jīng)過中間形變熱處理后的抗拉強度、屈服強度和延伸率分別達到603MPa、581MPa和12％，比普通鑄造T81態(tài)合金分別提高34％、37％和100％，耐腐蝕性能和高溫拉伸性能也得到明顯地提高。優(yōu)化出了真空感應熔煉水冷銅模鑄造2024鋁合金的最佳形變熱處理工藝：400