2519鋁合金微觀組織與力學(xué)性能的研究.pdf

1、2519鋁合金屬于熱處理可強(qiáng)化型鋁合金，合金內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)與合金性能具有密切關(guān)系。隨著熱處理的進(jìn)行，合金微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，引起合金性能發(fā)生變化。本文利用維氏硬度測量、強(qiáng)度測量、X射線衍射分析(XRD)、掃描電子顯微像(SEM)分析、透射電子顯微像(TEM)分析及高角度環(huán)形暗場像(HADDF)分析等手段系統(tǒng)地研究了2519鋁合金經(jīng)均勻化熱處理、熱擠壓變形、固溶處理、人工時(shí)效等熱處理后微觀組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能的變化，研究的主要結(jié)果為：

2、r>　　 合金在不同熱處理階段具有不同的微觀組織結(jié)構(gòu)，鑄態(tài)合金存在枝晶偏析現(xiàn)象，晶界的未溶相主要為共晶的Al2Cu相和Al7Cu2Fe相，且殘存有熔鑄氣泡，其抗拉強(qiáng)度與延伸率分別為129.3MPa和1％。經(jīng)均勻化熱處理后，共晶相溶解，合金元素Cu較為充分的溶解到Al基體中，其力學(xué)性能改善，抗拉強(qiáng)度為286.8MPa，延伸率為5.4％。合金樣品隨后進(jìn)行熱擠壓變形，晶粒形狀發(fā)生變化，由等軸狀變?yōu)殚L條狀，合金抗拉強(qiáng)度與延伸率分別為329.9

3、MPa和21.8％，性能得到較大提高。530℃/1h過飽和固溶處理后淬火，合金元素Cu以過飽和形態(tài)存在于晶內(nèi)，此時(shí)合金的抗拉強(qiáng)度為346.1MPa，延伸率為24.5％。過飽和態(tài)的合金經(jīng)180℃/12h人工時(shí)效后，合金元素Cu在時(shí)效過程中形成納米析出相--盤片狀θ'相和板條狀S相，其中θ'相為多數(shù)相，運(yùn)用高角度環(huán)形暗場像(HADDF)對θ'相的析出序列中由GPⅡ區(qū)向θ'相原子結(jié)構(gòu)演變以及θ'相的生長機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)說明。運(yùn)用掃描電子顯微鏡(S

4、EM)觀察納米析出相θ'相，并進(jìn)行析出相數(shù)量密度的統(tǒng)計(jì)，系統(tǒng)說明過時(shí)效階段，析出相尺寸、數(shù)量密度、體積分?jǐn)?shù)的變化情況。研究合金中S相生長機(jī)制，提出S相存在均勻形核與非均勻形核。合金顯微硬度隨人工時(shí)效呈現(xiàn)明顯的時(shí)效硬化行為，為欠時(shí)效，峰時(shí)效，過時(shí)效三個(gè)階段，峰值時(shí)效的合金的抗拉強(qiáng)度達(dá)到396.8MPa，延伸率為10.2％。通過分析各個(gè)熱處理階段的合金微觀組織結(jié)構(gòu)與斷裂形式，提出了優(yōu)化的熱處理制度，提高了合金的力學(xué)性能，使合金的抗拉強(qiáng)度提高