鋯和電磁場對高強鋁合金組織與性能的影響.pdf

1、2E12鋁合會作為AJ-Cu-Mg系高強耐熱鋁合金，在航空領域是飛機蒙皮的主要結構用材，是在2A12(2024)合金的基礎上，通過降低Fe、Si等雜質元素含量得到的高純度、高性能的新型鋁合金。 本文選擇Zr作為2E12鋁合金的微合金化元素，采用不同連鑄技術(普通連鑄、電磁連鑄、電磁鑄造)制備了2E12+XZr鋁合金連鑄坯，對連鑄坯壓力成形(自由鍛、擠壓)，再對成形件進行T4(固溶溫度495℃，固溶時間60min，自然時效96h)

2、、T6(固溶溫度495℃，固溶時間60min，人工時效10h)熱處理，研究了Zr元素、電磁場對2E12鋁合金顯微組織及力學性能的影響。對實驗過程中獲得的不同狀態(tài)的2E12+XZr鋁合金采用金相、掃描電鏡、硬度測量、拉伸實驗、疲勞裂紋擴展等技術手段測試分析。 Zr元素的添加可明顯細化2E12鋁合金電磁連鑄坯顯微組織，并促使鑄態(tài)晶粒等軸化；2E12+XZr鋁合金經(jīng)自由鍛及T4、T6熱處理后，合金熱處理態(tài)的強度隨著Zr元素含量的增加

3、而增加，但延伸率變化不明顯。其作用機理主要為Al32r造成的細晶強化、彌散強化和形變強化作用；微量Zr對變形態(tài)合金的自然時效過程影響不大，但能夠延緩人工時效過程中過時效的來臨；電導率測試表明Zr降低了T6態(tài)2E12鋁合金的抗應力腐蝕性能；此外，添加0.3％的Zr可以改善T4態(tài)2E12鋁合金的疲勞性能。 對2E12+0.142r合金電磁連鑄坯進行擠壓及T4熱處理，研究了固溶時間對合金組織性能的影響。結果表明，隨著固溶時間的增加，合

4、金中的殘余相逐漸減少，強度逐漸升高；固溶時間過長，雖合金強度繼續(xù)提高，但塑性開始下降。固溶時間為60min時，合金具有最佳的力學性能，抗拉強度、延伸率分別達到538MPa、23.3％。 研究了電磁鑄造對2E12+0.14Zr鋁合金顯微組織和力學性能的影響。與普通連鑄相比，電磁鑄造2E12+0.14Zr鋁合金內部組織更均勻、細小，晶粒尺寸從58μm減小到36μm，抗拉強度、屈服強度、延伸率分別提高9.3％、4.1％和61.2％；經(jīng)