预变形与预时效对断续时效处理Al-Cu合金微观组织与力学性能的影响

发布时间：2022-01-03 17:05

　　通过硬度测试、拉伸测试和透射电镜分析等研究了不同预变形与预时效工艺对Al-Cu铝合金断续时效T9I6态的微观组织与力学性能的影响。结果表明:当预变形从10%提高到30%时,可以显著提高T9I6态2519A铝合金的硬度和强度;而当预变形增加到40%时,合金的强度提升不明显。延长预时效时间,不能促进合金力学性能的提高。合金的最佳预变形量在20%～30%之间,预时效时间在2 h以内,此时合金的抗拉强度为530 MPa、屈服强度为495 MPa、伸长率为12.5%。适当提高预变形量可以有效地改善θ′析出相的尺寸和分布,并提高加工硬化效果,提高合金的强度。延长预时效时间,消耗了合金中的过饱和溶质原子,影响了低温时效中析出相的析出,对合金的力学性能不利。 

【文章来源】：材料热处理学报. 2020,41(11)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

断续时效T9I6工艺示意图

表2为不同预变形与预时效的断续时效处理2519A合金各阶段的硬度变化情况。可以发现当预时效时间相同时,随着预变形量的提高,预变形引起硬度大幅提高,但预变形量越大,低温时效和再时效时硬度的提高值越小。另外值得注意的是,当预时效时间为4 h时,相同预变形量的合金的硬度提高值低于预时效1 h和2 h的样品,同时低温时效和再时效硬度的提高量也较低,可见延长预时效时间使整个断续时效工艺的效果不佳。不同断续时效工艺处理的2519A合金各工艺环节硬度变化值见表2。可以发现随着预变形量的提高,低温时效阶段的硬度值先上升后下降,在20%预变形量时硬度提高最多;而再时效阶段的硬度变化值随着预变形量的增加而减少。同时延长预时效时间,合金预变形的硬度变化先提高后下降,在2 h时,硬度值提高最大;并且延长预时效时间,低温时效与再时效的硬度值都逐渐下降,尤其是当预时效时间延长到4 h时,合金的后续时效阶段硬度值提高幅度很小,且预变形的效果也不佳。表2 不同断续时效工艺条件下2519A合金各工艺环节硬度变化值Table 2 Hardness variation of the 2519A alloy with different interrupted aging processes Pre-aging time/h Pre-deformation degree/% Hardness and hardness variation/HV Pre-deformation Low temperature aging Peak value for re-aging Hardness Variation Hardness Variation Hardness Variation 1 10 116.0 9.5 122.6 6.6 145.4 18.9 20 139.8 30.3 147.5 7.7 160.9 13.4 30 145.8 36.3 150.0 4.2 162.6 12.6 40 149.8 40.3 151.0 1.2 162.0 11.0 2 10 126.0 11 131.1 5.1 149.0 17.9 20 148.3 32.5 154.9 6.6 166.7 11.8 30 153.3 37.5 157.3 4.0 166.6 9.3 40 157.8 42 158.6 0.8 163.5 4.9 4 10 133.5 8.9 136.0 2.5 145.1 9.1 20 153.5 28.9 157.5 4.0 164.5 7.0 30 158.1 33.5 159.4 1.3 164.4 5.0 40 160.6 38.0 160.9 0.3 164.0 3.1

不同预变形与预时效条件下的2519A合金的力学性能如图3所示。由图3可知,当预变形量为10%时,预时效时间延长,2519A合金的抗拉强度变化不大,屈服强度有明显提高,而伸长率有轻微下降。预变形量为20%时,预时效时间从1 h延长到2 h时,合金的抗拉强度和屈服强度均提高,伸长率轻微下降,但继续延长时效时间时,合金的抗拉强度略有下降。当预变形为30%时,强度变化与20%时相似,在预时效2 h时合金的抗拉强度和屈服强度最大。在相同的预时效时间下,随着预变形量的增加,合金的抗拉强度和屈服强度都大幅提高,但伸长率下降明显。预时效2 h,预变形量20%时,此时合金的抗拉强度530 MPa,屈服强度495 MPa,伸长率12.5%;当预变形量为30%时,合金的抗拉强度为531 MPa,屈服强度502 MPa,伸长率11%。上述两种状态下合金的综合力学性能比较接近。但当预变形量提高到40%时,合金的力学性能有了一定的下降,此时预时效1 h的合金力学性能最佳,抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为527 MPa、486 MPa和8.5%。图4 不同预时效和预变形下2519A合金的<100>方向析出相TEM照片

【参考文献】：
期刊论文
[1]均匀化处理对Al-Cu-Mg合金组织和性能的影响[J]. 李春明,林资源,张承基,赖文泉,胡明伟,张洋,左玲立,陈蕴博.  材料热处理学报. 2020(04)
[2]T9I6断续时效对2219铝合金组织和力学性能的影响[J]. 王习锋,陈康华,陈送义,徐道芬,李福山.  材料热处理学报. 2019(02)
[3]预时效对T9I6工艺的2519A铝合金力学性能和组织演变的影响[J]. 董宇,叶凌英,孙大翔,王绍玲,张新明.  中南大学学报(自然科学版). 2018(06)
[4]预变形量对2519A-T9I6铝合金力学性能和组织的影响[J]. 董宇,叶凌英,孙大翔,张新明.  中国有色金属学报. 2017(12)
[5]预变形量对2219铝合金的力学性能及显微组织影响[J]. 周蓉蓉,贺爱国,方华婵,王博,罗丰华.  材料热处理学报. 2016(04)
[6]断续时效对2519A铝合金抗应力腐蚀性能的影响[J]. 贵星卉,叶凌英,孙大翔,顾刚,蒋海春,张新明.  中国有色金属学报. 2014(12)
[7]断续时效对2519A铝合金组织和力学性能的影响[J]. 顾刚,叶凌英,张新明,蒋海春,孙大翔,张盼.  中国有色金属学报. 2013(08)



本文编号：3566645