Al--Cu--Li合金的制備與熱處理研究.pdf

1、鋁鋰合金材料是近年來(lái)航空航天材料中發(fā)展最為迅速的一種先進(jìn)輕量化結(jié)構(gòu)材料，具有密度低、彈性模量高、比強(qiáng)度和比剛度高等諸多優(yōu)異的綜合性能。用其代替常規(guī)高強(qiáng)度鋁合金可使結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕10％～20％，剛度提高15％～20％。鋁鋰合金在航空航天領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，研究鋁鋰合金具有一定的理論和實(shí)際意義。
　　本文制備了Al-Cu-Li合金鑄錠，并對(duì)鑄錠進(jìn)行了均勻化處理、軋制、固溶處理和時(shí)效處理。通過(guò)DSC差熱分析、金相組織顯微觀察(OM)、

2、掃描電鏡分析(SEM)、能譜分析(EDX)、拉伸力學(xué)性能測(cè)試、硬度測(cè)試等方法系統(tǒng)研究了Al-Cu-Li合金的均勻化工藝和軋板時(shí)效處理工藝以及合金中鐵雜質(zhì)含量對(duì)合金顯微組織和力學(xué)性能的影響。取得了系列研究結(jié)果。
　　DSC差熱分析表明Al-Cu-Li合金的過(guò)燒溫度為507℃。Al-Cu-Li合金經(jīng)過(guò)450℃×3h+470℃×12h+500℃×12h均勻化后，較低溫度的吸熱峰消失，高溫吸熱峰顯著減小，低熔點(diǎn)共晶組織大部分溶解。450℃

3、×3h+470℃×12h+500℃×48h三階段均勻化制度可以使Al-Cu-Li合金可溶殘留相充分溶解。綜合考慮處理時(shí)間和工程實(shí)際應(yīng)用的效率，基于本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，本文建議采用450℃×3h+470℃×12h+500℃×12h的均勻化制度。Al-Cu-Li合金中的鐵雜質(zhì)含量對(duì)均勻化過(guò)程和均勻化后的殘留相具有重要影響。隨著鐵雜質(zhì)含量的增加，合金低熔點(diǎn)共晶組織開(kāi)始熔化的溫度升高，鐵含量較高的合金需要較短的均勻化時(shí)間。鐵含量較低為0.09％時(shí)，主

4、要?dú)埩粝酁锳l2Cu相;而鐵含量較高（高于0.35％）時(shí)主要?dú)埩粝酁锳l2Cu相、Al7Cu2Fe和Al-Fe相。
　　Al-Cu-Li合金板材經(jīng)過(guò)505℃固溶處理并淬火后在180℃保溫，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，材料強(qiáng)度先升高而后降低，在20h達(dá)到峰值時(shí)效，即T6處理。此時(shí)合金抗拉強(qiáng)度達(dá)到613.2MPa，屈服強(qiáng)度達(dá)到562.4MPa，延伸率為3.4％。而固溶處理并淬火后的合金軋板經(jīng)過(guò)12％預(yù)變形后進(jìn)行時(shí)效，即T8處理，在160℃保溫