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(qiáng)度高、加工成型性能好等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、國防等領(lǐng)域有著極其重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。為了進(jìn)一步改善Al-Cu-Mg合金的性能，本論文采用真空感應(yīng)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(yīng)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(xì)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(yīng)熔煉水冷銅模鑄造工藝參數(shù)對(duì)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(xì)化。提高設(shè)備的輸入功率可加強(qiáng)坩鍋內(nèi)熔體的攪動(dòng)，當(dāng)熔體的澆鑄溫度為810℃時(shí)，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(cuò)增殖現(xiàn)象明顯且分布均勻，細(xì)小的晶粒內(nèi)部形成以位錯(cuò)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(xué)性能大幅提升。
　　研究了不同的形變熱處理工藝參數(shù)對(duì)真空感應(yīng)熔煉水冷銅模鑄造合金和普通鑄造合金組織及力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：采用100℃/6h進(jìn)行預(yù)時(shí)效處理，既能為終時(shí)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(jìn)行溫變形可以獲得較佳的加工硬化及沉淀強(qiáng)化效果。在150℃下進(jìn)行終時(shí)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(cuò)胞等亞結(jié)構(gòu)組織，大大提高了

4、合金的強(qiáng)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(qiáng)度，其T81態(tài)強(qiáng)度為450MPa，而經(jīng)中間形變熱處理的強(qiáng)度提高至了535MPa；真空感應(yīng)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(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率分別達(dá)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(yīng)熔煉水冷銅模鑄造2024鋁合金的最佳形變熱處理工藝：400