180℃形变热处理对2519A铝合金性能的影响

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高温热处理对铝合金组织性能影响研究

高温热处理对铝合金组织性能影响研究
一、绪论
随着科技的不断发展，铝合金在诸多领域的应用越来越广泛，并且受到了越来越多的关注。

铝合金的组织性能对于其在工业生产环节的应用具有至关重要的意义。

而高温热处理作为一种重要的加工方法，对铝合金的组织性能具有重要影响。

二、高温热处理对铝合金组织性能的影响
1. 热稳定性
高温热处理可以显著提高铝合金的热稳定性，即提高其在高温下的抗蠕变性能和耐热性能，降低其在高温下的失效速度。

研究表明，高温热处理有助于使铝合金微观组织中的晶界强化相均匀分布，降低晶界强化相的大小和数量，从而提高铝合金的热稳定性。

2. 变形性能
高温热处理也会对铝合金的变形性能产生影响。

适当的高温热处理可以使铝合金微观组织中的晶粒尺寸增加，晶界更加光滑，从而提高铝合金的塑性和韧性。

但如果热处理的温度过高或时间过长，反而会降低其塑性和韧性。

3. 特殊性能
高温热处理还会对铝合金的其他特殊性能产生影响。

例如，研究表明，在合适的条件下，在铝合金表面形成一层氧化膜可以提高其耐腐蚀性能，而高温热处理可以促进氧化膜的形成和增厚。

三、结论
综上所述，高温热处理对铝合金组织性能的影响是显著的。

适当的高温热处理可以提高铝合金的热稳定性和塑性韧性，并促进氧化膜的形成，从而提高其耐腐蚀性能。

但需要注意的是，热处理的温度和时间需要做好控制，过高或过长的处理会对铝合金的性能产生不利影响。

因此，在实际生产中，需要根据具体要求和实际情况选择合适的热处理方案。

中南大学塑性加工铝合金板轧制设计

t 20 H 20 150 245 min
（右图为常见铝合金热轧温度表） 7
工艺参数计算设计（热轧）
（2）热轧压下制度：
Ⅰ总加工率的确定
铸锭的厚度是150mm，产品的厚度是60mm，所以总加工率是60%。考虑到后面要进行7%的冷轧，故热轧总加工率只有1-40%/0.93=57%
Ⅱ道次加工率的确定
出常数n,α和β。
属学报,2005,04:621-625. 结合式(2)和式(3)有: u=A1[sinh(ασ)]nexp[-Q/(RT)] (4)
对式(6)、(8)两边取对数分别可得: lnε =lnA′-Q/(RT)+nlnσ (9)
式中 A1,d,n均为与温度无关的常数;A为结构
lnε =lnA-Q/(RT)+βσ (10)
确定钢的高速拉伸实验σ—ε关系的一种方法即:
和式(4)中的sinh(ασ)进行泰勒级数展开后忽略高次
σ=σ(Z,ε) (1)
项,可近似得到低应力水平时上述两式的表达式为
其中Z=uexp[Q/(RT)] (2)
Z=A′σn （5）
式中 σ为高温流变应力;u 为应变速率;ε为真应
在高应力水平条件下,可以忽略sinh(ασ)中的
通常平均道次加工率为15~40%左右。由于金属抗力一般，轧制速度较慢故选定平均道次加工率为25%
Ⅲ轧制道次的确定
轧制道次取决于总加工率和道次加工率，轧制道次可由公式确定
n
所以轧制道次设定为3次。
lloogg（(11-退道））
3
8
工艺参数计算设计（热轧）
• 具体的热轧工艺，热轧一共有3个道次，第一个道次将铸锭的从150*
具体过程如下：（1）一般参数计算

热处理对铝合金的影响及其应用

热处理对铝合金的影响及其应用铝合金是一种常见的金属材料，具有重量轻、强度高、导热性能好等多种优点，因此在工业制造和生活中得到了广泛的应用。

然而，铝合金的力学性能和耐蚀性等方面仍然有提升的空间。

通过热处理技术对铝合金进行改性处理，可以显著提高其性能并拓展其应用领域。

本文将探讨热处理对铝合金的影响以及其在不同领域的应用。

一、热处理对铝合金的影响热处理是一种通过控制铝合金的加热和冷却过程来改变其晶体结构和力学性能的方法。

常见的热处理包括固溶处理、时效处理和变形热处理等。

这些热处理方法可以使铝合金的晶体发生变化，从而改变其硬度、强度和耐蚀性等性能。

1. 固溶处理固溶处理是将铝合金加热至固溶温度，保持一定时间后迅速冷却。

固溶处理的目的是使合金中的固溶体达到均匀分布，提高其强度和硬度。

此外，固溶处理还可以消除铝合金中的内应力，提高材料的稳定性和耐蚀性。

2. 时效处理时效处理是在固溶处理后将铝合金再次加热至一定温度，保持一段时间后进行冷却。

时效处理的目的是使铝合金中的固溶体和析出物相互作用，形成细小均匀的析出相，提高合金的强度和稳定性。

时效处理的时间和温度是影响合金性能的关键参数，需要经过实验确定最佳处理工艺。

3. 变形热处理变形热处理是将铝合金进行塑性变形，然后进行热处理的一种方法。

通过变形处理，可以引入晶界、位错和应变等缺陷，增加合金晶粒的形变能量，进而提高合金的强度和硬度。

变形热处理通常与固溶处理或时效处理相结合，以获取更好的性能提升效果。

二、热处理在不同领域的应用热处理技术对铝合金的改性处理可以广泛应用于各个领域，以下为几个典型应用案例：1. 航空航天领域铝合金作为轻质高强材料，在航空航天领域有着广泛的应用。

通过热处理可以提高铝合金的强度、硬度和耐蚀性，满足飞机、卫星等空间器件对材料性能的要求。

热处理后的铝合金可以用于制造飞机机身、发动机部件、航天器结构等。

2. 汽车制造领域铝合金在汽车制造领域具有重要的应用价值。

热处理对铝合金的机械性能的提升

热处理对铝合金的机械性能的提升随着工业技术的发展，热处理作为一种有效的工艺手段，被广泛应用于材料加工和制造领域。

热处理可以改善材料的强度、硬度和耐腐蚀性等性能，对于铝合金这类重要的结构材料尤为重要。

本文将探讨热处理对铝合金机械性能的提升，并分析其原理和应用。

一、铝合金的机械性能铝合金是一类以铝为基础元素，通过与其他金属或非金属元素的合金化而成的材料。

铝合金具有良好的可塑性、导电性和导热性，因此广泛应用于汽车、航空航天、建筑和电子等领域。

然而，铝合金的强度和硬度相对较低，限制了其在一些特殊环境下的使用。

因此，提高铝合金的机械性能成为研究的热点问题。

二、热处理工艺热处理是通过控制材料的加热、保温和冷却过程，以改变其组织和性能的工艺方法。

常见的铝合金热处理方法包括时效处理、固溶处理和淬火处理等。

1. 时效处理时效处理是指将铝合金加热至合金元素的溶解温度，并保持一段时间，然后迅速冷却。

在这个过程中，合金元素可以均匀地分布在铝合金晶界和晶内，从而显著改善铝合金的强度和硬度。

时效处理还可以使得铝合金的晶粒细化，提高其抗拉强度和延伸率等机械性能。

2. 固溶处理固溶处理是将铝合金加热至其固溶温度，以使合金元素溶解在铝基体中，并形成一个固溶溶液。

然后，通过快速冷却使合金元素固溶在铝合金中保持均匀分布。

固溶处理可以消除铝合金的过饱和状态，减少合金元素的析出，提高了铝合金的硬度和抗腐蚀性能。

3. 淬火处理淬火处理是将固溶处理后的铝合金迅速冷却至室温，从而在短时间内产生固溶相的合金态。

淬火处理可以使铝合金达到最高的强度和硬度。

然而，淬火处理也会使得铝合金的塑性降低，容易产生裂纹和变形。

因此，在实际应用中，淬火处理通常与时效处理相结合，以平衡铝合金的强度和塑性之间的矛盾。

三、热处理对铝合金机械性能的影响热处理对铝合金的机械性能产生了显著的影响。

通过合理选择和控制热处理工艺参数，可以实现以下效果：1. 提高铝合金的强度和硬度热处理可以改变铝合金的组织结构，调整晶粒尺寸和分布，从而增加晶界和晶内的强化相数量和尺寸，提高材料的强度和硬度。

热处理对铝合金材料的力学性能和耐蚀性能的影响研究

热处理对铝合金材料的力学性能和耐蚀性能的影响研究铝合金作为一种重要的结构材料，在工业应用中具有广泛的应用前景。

热处理作为一种常见的工艺手段，具有显著的改善材料性能的效果。

本文将从力学性能和耐蚀性能两个方面，探讨热处理对铝合金材料的影响，并分析其原因。

一、热处理对铝合金材料力学性能的影响铝合金材料的力学性能主要包括强度、塑性和韧性等指标。

热处理可以通过改变材料的晶体结构和晶粒尺寸，来对其力学性能进行调节。

1.1 强度热处理能够显著提高铝合金的强度。

常见的热处理方式包括时效处理和固溶处理。

时效处理通过固溶加热和时效淬火，可以使铝合金材料的强度得到显著提高。

固溶处理则通过高温固溶和快速冷却，使合金元素溶解在基体中，形成均匀的固溶体，从而提高了合金的抗拉强度。

1.2 塑性与强度相对应的是材料的塑性，也就是其变形能力。

热处理对铝合金的塑性影响较大。

通过合适的热处理，可以改变材料的晶粒尺寸和形状，提高晶界的稳定性，从而增加材料的塑性。

此外，热处理还可以使材料的晶界扩散减缓，减少晶界的局部胀大和局部松弛，提高了材料的塑性。

1.3 韧性热处理对铝合金材料的韧性也有一定的影响。

合适的热处理可以改变材料内部的组织结构，使其具有更好的断裂韧性。

例如，通过合理的时效处理，可以使合金元素在晶界上析出过饱和的析出相，形成均匀分布的细小析出相颗粒，增加了材料的断裂韧性。

二、热处理对铝合金材料耐蚀性能的影响铝合金作为一种常用的结构材料，其耐蚀性能对其工作环境的适应能力起着至关重要的作用。

热处理可以通过调控材料组织结构，来改善材料的耐蚀性能。

2.1 抗氧化性铝合金在高温氧化环境中容易形成致密的氧化膜，这种氧化膜能够起到一定的保护作用。

热处理能够改变材料的晶界结构和化学成分，形成更加致密、稳定的氧化膜，从而提高铝合金材料的抗氧化性。

2.2 耐腐蚀性热处理通过改变材料的晶界结构和析出相的形态，改变了材料的微观组织，提高了其耐腐蚀性能。

热处理对铝合金性能的影响研究

热处理对铝合金性能的影响研究铝合金是一种重要的轻质金属材料，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，在工业生产中有着广泛的应用。

为进一步提升铝合金材料的性能，热处理技术被广泛应用。

本文将从以下几个方面对热处理对铝合金性能的影响进行研究。

一、热处理的分类热处理是指通过加热和冷却等一系列工艺处理，改变铝合金的组织和性能的方法。

根据处理工艺不同，热处理可分为时效处理、固溶处理和淬火等几种方式。

1.时效处理时效处理是铝合金在固溶状态下先进行几个小时的加热处理，然后再以一定的速度降温，最后在一定的温度下持续处理一段时间。

此方法可通过改变硬度、强度和韧性等性能，实现对铝合金的试件时效硬化，进而达到提高抗拉强度、耐久性等机械性能的目的。

2.固溶处理固溶处理是指将铝合金材料在一定温度下加热，使固溶相分离为多相共存的状态，然后快速冷却进行固溶化处理的方式。

该处理方式能够通过改变晶粒、合金元素的溶解度等特性，控制所需物理机械性能，提高铝合金材料的耐热性、耐蚀性、抗拉强度等。

3.淬火处理淬火处理是指将铝合金材料经过加热处理后，迅速放入水、油和气体等介质中进行冷却处理的方法。

此方法可实现将铝合金材料的形态从固态转化为游离态，进而达到提高硬度和强度等性能的目的。

二、热处理对铝合金性能的影响1.晶粒尺寸晶粒尺寸是材料性能的重要因素之一。

热处理过程中的温度和时间可以显着影响铝合金的晶粒尺寸。

固溶处理能使晶粒尺寸较大，在时效处理时晶粒尺寸较小。

在进行淬火处理时，晶粒尺寸因快速冷却较小。

2.硬度和强度硬度和强度是指材料抵御外部载荷的能力。

热处理处理中，通过改变铝合金的晶粒尺寸、位错密度、固溶度和析出相孔分布等方式，提高铝合金的硬度和强度。

经过合适的固溶处理后可显著提高铝合金材料的强度，但硬度并不随同呈相同趋势。

时效处理还能实现材料的时效硬化，提高铝合金材料的机械性能。

3.韧性和耐蚀性韧性和耐蚀性是铝合金材料的重要性能之一。

经过合理处理后，铝合金材料的晶粒尺寸小、位错密度小、析出相均匀分布，从而改善其导电、耐蚀、韧性等性能，提高了铝合金材料的可靠性和持久性。

热处理对铝合金材料组织和性能的影响

热处理对铝合金材料组织和性能的影响随着现代科技的飞速发展，铝合金材料越来越被广泛应用于各个领域。

热处理技术作为一种重要的材料处理方法，不仅可以改善铝合金材料的组织性能，也可以提高材料的使用寿命和可靠性。

本文将探讨热处理对铝合金材料组织和性能的影响。

一、热处理对铝合金材料组织的影响1.固溶处理固溶处理是指将铝合金材料加热至温度区间内，使金属中固溶的合金元素逐渐溶解进铝中形成固溶体，进而改善材料的强度和韧性。

固溶处理后，铝合金材料的显微组织比原来更加均匀，晶粒细化，降低了材料的内部应力和晶界能量，进一步提高了材料的塑性和韧性。

2.时效处理时效处理是指在固溶处理完成后，将材料冷却至室温，然后将其再次回火至一定的温度，保持一定的时间，使固溶体溶剂中逐渐析出出新的金属相，引起材料组织的硬化和强化。

经过时效处理后，铝合金材料的显微组织不仅保持了固溶处理晶粒细化的特点，且定向分布了少量的二次相，提高了材料的强度、硬度和耐热性。

二、热处理对铝合金材料性能的影响1.强度和硬度热处理可以使铝合金材料的强度和硬度得到显著提高。

固溶处理通过提高材料的塑性和韧性，使其呈现出一定的初始强度；时效处理能够引起铝合金组织中二次相的析出，使材料的硬度得到进一步的提升。

2.耐腐蚀性铝合金材料在固溶状态下易受到腐蚀的侵蚀，而经过热处理后，由于固溶体中的合金元素已经分散到铝矩阵中形成稳定的统一结构，在固溶状态下较难被腐蚀剂侵蚀，从而使合金材料的耐腐蚀性得到了显著提高。

3.疲劳寿命铝合金材料在长时间使用后易出现疲劳裂纹，进而降低材料的使用寿命和稳定性。

经过热处理后，铝合金材料的组织得到了改善，内部应力得到一定的缓解，从而使其具有更好的疲劳寿命和韧性。

综上所述，热处理是一种非常有效的材料处理技术，能够改善铝合金材料的组织和性能。

但是，在实际应用中需要根据不同的铝合金材料和使用要求，合理选择热处理工艺和参数，以充分发挥其优点，并保证材料的使用寿命和可靠性。

热处理工艺对铝合金组织性能的影响

热处理工艺对铝合金组织性能的影响摘要：随着社会经济的不断发展，对于铝合金材料的应用需求也越来越多。

铝合金产业的发展越来越快，为满足市场不断扩大的需求，铝合金的各种热处理工艺技术也在不断发展进步。

随着我国经济发展水平的不断提高，工业生产技术在不断完善与发展，其中，铝合金是工程应用中最多的，与其他金属相比，其应用过程中的优势较多，在航空、汽车、建筑等领域中应用广泛。

关键词：热处理；铝合金；性能；分析1导言铝合金具有密度小，比刚度、比强度高，导热导电性能良好、塑性好、膨胀系数小、无低温脆性以及较好的耐腐蚀性等优点。

这些优良的性能，是铝合金能够在我国很多领域得到广泛应用的原因。

但是铝合金本身存在的硬度低，耐磨性较差，摩擦系数大等劣势，限制了其在工业以及其它行业上的进一步发展。

近年来，经济建设的快速发展，带动了航空航天、医疗设备、汽车等领域的前进步伐，而铝合金作为社会发展中较为重要的应用材料，对其综合性能的要求也越来越高。

2铝合金热处理的特点为了提高铝合金的力学性能，使其导电性、导热性以及抗腐蚀性增强，一般通常采用热处理的方法来解决。

所谓的热处理是指为了提高沉淀硬化锻压和铸造合金的强度与硬度的一种加热或冷却处理。

相对于钢而言，铝合金具有独特的优势，在高温淬火后，可塑性随之升高，与此同时，铝合金的强度和硬度也会随之升高，然而钢铁在经过热处理后虽然刚度得到一定的提高，但是其可塑性降低了。

3铝合金的特点3.1应用广泛铝合金的应用是非常广泛，经过热处理之后，其材料可以满足很多行业的材料需要，比如建筑业、工业、制造业等。

而且铝合金有很多的类别，比如变形铝合金、铸造铝合金、高塑性铝合金、高强度铝合金等，按照不同的划分标准有着不同的铝合金类别，这也是其能够应用广泛的重要原因。

3.2可塑性高铝合金可塑性是非常高的，这也是其能够应用在各种行业，作为不同行业的原材料的重要原因。

其高可塑性可以根据相关方的实际需要，经过一定的热处理工艺，达到实际需要的材料性能。

2519A铝合金热压缩流变行为和显微组织分析

端填充石墨润滑剂，以减小摩擦和避免不均匀变形，变形过程中采用应变传感器（向延伸计）测定压缩过程中的横
（）ｋＯｌｃ＝ｓ
（）ｄ
ｌ
试样直径变化，利用热模拟机的硬件分析功能直接绘制出真应力一真应变（～ｅａ）曲线。变形后迅速水冷，保留热
２实验结果及分析
２１热变形的真应力一真应变曲线．
２１Ａ型铝合金高温压缩变形时测得的真应力一真应５９变曲线如图１所示。
蒙皮、火箭、舰船等的结构件和两栖装甲突击车、空投空
实验材料为２１Ａ合金，其成分为（量分数，）为：５９质
Ｚ为Ｚｎｒｅｅ—Ｈｏｌｍｏｌｎ参数，其物理意义是温度补偿ｏ的变形速率因子；Ｑ是变形激活能，反应材料热变形的难
易程度，也是材料在热变形过程中的重要力学性能参数，其值通常和激活焓 △ 相等，ｏ为高温流变应力，为应变Ｈ
ｓｈａ）项泰勒级数展开之后忽略高次项，可近似得低应ｉ（￡ｎ力水平下两式的表达式：
Ｚ — Ａ
一
（）７
２２热变形条件下２１Ａ铝合金的流变应力方程．５９
流变应力是影响材料成型过程非常重要的因素，它与
・
７・ｈｔ｜Ｒ．ｍａｔｃｃｒ０ｔｐｆ咖ｃｓｅ．ｏ１ｎ

形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响

第49卷2021年2月第2期第79-87页材料工程J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n g i n e e r i n gV o l.49F e b.2021N o.2p p.79-87形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响E f f e c t o f t h e r m o-m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s o nd y n a m i cd e f o r m a t i o nb e h a v i o r s o f2519Aa l u m i n u ma l l o y孙大翔1,2,董宇2,叶凌英2,唐建国2(1广东省工业分析检测中心,广州510650;2中南大学材料科学与工程学院,长沙410083)S U N D a-x i a n g1,2,D O N G Y u2,Y EL i n g-y i n g2,T A N GJ i a n-g u o2(1G u a n g d o n g I n d u s t r i a lA n a l y s i s a n dT e s t i n g C e n t e r,G u a n g z h o u510650,C h i n a;2S c h o o l o fM a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g,C e n t r a l S o u t hU n i v e r s i t y,C h a n g s h a410083,C h i n a)摘要:通过霍普金森压杆实验研究2519A铝合金T87,T8,T9和T9I64种形变热处理状态在1040~5900s-1应变率范围的动态冲击变形行为,并利用金相㊁透射电镜等手段分析在动态变形中合金微观组织的演变规律,研究不同形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响㊂结果表明:与T87态合金相比,强冷变形的T8和T9态合金高速冲击的动态屈服强度大幅提升,但是合金的绝热剪切敏感性也显著增加,更容易发生绝热剪切开裂㊂断续时效T9I6工艺可以提高2519A合金强化析出相的密度,使θ'相(A l2C u)更细小弥散分布㊂这样降低了θ'析出相在高应变率下被位错切割分解的速率,提高合金在高速变形过程中的稳定性㊂2519A-T9I6铝合金在高应变率下拥有较高的动态屈服强度和较低的绝热剪切敏感性,在高速变形过程中表现最佳㊂关键词:2519A铝合金;形变热处理;高应变率;动态屈服强度;绝热剪切敏感性;θ'析出相d o i:10.11868/j.i s s n.1001-4381.2020.000085中图分类号:T G146.21文献标识码:A 文章编号:1001-4381(2021)02-0079-09A b s t r a c t:T h ed y n a m i cd e f o r m a t i o nb e h a v i o r so f2519Aa l u m i n u ma l l o y t r e a t e db y T87,T8,T9a n d T9I6w e r e i n v e s t i g a t e db y t h e s p l i tH o p k i n s o n p r e s s u r e b a r i n t h e s t r a i n r a t e r a n g e o f1040-5900s-1, a n d t h em i c r o s t r u c t u r e e v o l u t i o no f t h e a l l o y sd u r i n g h i g hv e l o c i t y i m p a c tw e r e a n a l y z e db y m e a n so f m e t a l l o g r a p h y a n d t r a n s m i s s i o n e l e c t r o n m i c r o s c o p y,t h e e f f e c t o f d i f f e r e n t t h e r m o-m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s o nd y n a m i c r e s p o n s e so f a l u m i n u ma l l o y2519A w a s r e v e a l e d.T h e r e s u l t s s h o wt h a t t h e d y n a m i c y i e l d s t r e n g t ho f2519A-T8o rT9a l u m i n u ma l l o y i s i n c r e a s e ds i g n i f i c a n t l y t h a nT87t r e a t e d a l l o y,b u tt h ea d i a b a t i cs h e a rs u s c e p t i b i l i t y i sd r a m a t i c a l l y i m p r o v e d.I n t e r r u p t e da g i n g T9I6c a n i m p r o v eθ'(A l2C u)p r e c i p i t a t e sd e n s i t y a n d m a k et h e m m u c hf i n e ra n dd e n s e r,w h i c hr e d u c et h e d e c o m p o s i t i o nr a t eo fθ'p r e c i p i t a t e sa n de n h a n c ei t ss t a b i l i t y a th i g hs t r a i nr a t e.S o2519A-T9I6 a l u m i n u ma l l o y h a s m u c hh i g h e rd y n a m i c y i e l ds t r e n g t h,a n dl o w e ra d i a b a t i cs h e a rs u s c e p t i b i l i t y, w h i c hs h o w s b e s t p e r f o r m a n c e a t h i g hs t r a i n r a t e.K e y w o r d s:2519A a l u m i n u m a l l o y;t h e r m o-m e c h a n i c a lt r e a t m e n t;h i g h s t r a i n r a t e;d y n a m i c y i e l d s t r e n g t h;a d i a b a t i c s h e a r s u s c e p t i b i l i t y;θ'p r e c i p i t a t e2519A铝合金是一种以θ'相(A l2C u)为主要强化相的A l-C u合金,具有良好的抗弹性能,抗应力腐蚀性能及焊接性能,目前已作为继7039,5083铝合金之后的新一代铝合金装甲板材料㊂作为一种装甲材料,2519A铝合金的动态力学性能是研究的重点㊂早期的研究主要集中于2519A-T87态铝合金,其在高应变率下的力学性能,本构关系及微观组织演变等都有大量的研究㊂但随着穿甲技术的进步,2519A-T87铝合金已不能满足装甲材料的应用要求,所以提高2519A铝合金的力学性能和抗冲击性能是目前研究的重点㊂许多研究分别通过添加微合金元素㊁引入强变形工艺㊁改进热处理工艺等方法提高材料工程2021年2月2519A铝合金的力学性能,实现合金板材抗冲击性能的提升㊂例如通过添加少量稀土元素,可以使合金的强化析出相分布更加均匀,有效地提高合金的动态屈服强度和吸能能力[1-2]㊂强变形工艺通过提高冷变形量,显著地提高合金的屈服强度和抗拉强度,但伸长率下降明显,也给板材的制备带来极大困难[3-4]㊂最近研发的新型断续时效T9I6工艺,经新工艺处理后的2519A铝合金,其强度和伸长率同时提升,动态屈服强度和冲击吸能能力也显著提升[5-9],吸引了广泛关注㊂但随着研究的进一步深入,发现2519A合金高应变率下的变形行为,与室温下的力学性能有较大出入,并不是室温拉伸力学性能更好的合金,就一定会有较高的动态强度和吸能能力[10-11]㊂尤其是伴随温度的变化,合金的动态变形行为有更多不确定性[12-13]㊂因此对比研究不同热处理状态的2519A铝合金的动态变形行为,以及动态变形过程中合金微观组织的演变规律显得更加有意义㊂本工作通过对比研究不同形变热处理状态的2519A铝合金的动态力学性能,着重研究不同热处理工艺合金在动态变形中微观组织演变的差异,为制备具有优越的抗冲击性能的A l-C u合金板材奠定基础㊂1实验材料与方法2519A铝合金板材由西南铝业公司提供㊂合金经熔炼,均匀化和热轧处理,具体的化学成分见表1㊂表12519A铝合金化学成分(质量分数/%)T a b l e1 C o m p o s i t i o n s o f2519Aa l u m i n u ma l l o y(m a s s f r a c t i o n/%)C u M g M n Z r T i F e S i A l5.800.200.300.200.04ɤ0.30ɤ0.20B a l本工作分别研究4种形变热处理状态的2519A 铝合金的动态力学性能,具体的热处理工艺参数见表2㊂其中T8工艺是在T87工艺的基础上增加了冷变形;T9工艺是在T8工艺前加入的预时效处理, T9I6工艺是一种新型的断续时效工艺㊂表22519A合金的形变热处理工艺参数T a b l e2 T h e r m o-m e c h a n i c a l t r e a t m e n t p r o c e s s p a r a m e t e r s o f2519Aa l u m i n u ma l l o yN a m e d S o l u t i o n Q u e n c h P r e-a g i n g C o l d r o l l i n g/%R e-a g i n gT87535ħ/2h W a t e r 15165ħ/12hT8535ħ/2h W a t e r 50165ħ/4hT9535ħ/2h W a t e r165ħ/2h50165ħ/4hT9I6535ħ/2h W a t e r165ħ/2h1570ħ/168h a n d165ħ/9h动态冲击实验采用分离式霍普金森压杆(s p l i t H o p k i n s o n p r e s s u r eb a r,S H P B),研究的应变率在1040~5820s-1的范围内㊂冲击样品为高度4m m,直径6m m的圆柱体㊂通过控制和调节气压室中氮气气压,控制入射杆以一定的速率撞击S H P B装置的输入杆,在杆上产生近似矩形的压缩应力波;应力波向前传播到试件和输入杆的分界面处,由于材料和输入杆波阻抗存在差异使得应力波中一部分反射回输入杆,而另一部分则通过试件透射到输出杆中,整个应力波传播过程可利用贴在输入杆和输出杆上的应变片进行记录,从而可计算出测试材料试件的动态应力-应变关系㊂力学性能测试采用C S S-4400拉伸机,拉伸速率为2m m/m i n㊂拉伸试样尺寸如图1所示㊂冲击样品的金相观察采用P O L Y V A R-M E T光学显微镜,样品在观察前利用凯勒试剂(1m L H F+ 2.5m L H N O3+1.5m L H C l+95m L H2O)腐蚀㊂透射电镜(T E M)和高分辨电镜分析采用T e c n a iG22图1拉伸样品尺寸F i g.1S i z e o f t h e t e n s i l e s a m p l e和J E M-2100F透射电镜拍摄,加速电压200k V㊂透射样品采用电解双喷法制备,电解液为80%(体积分数,下同)甲醇和20%硝酸的混合溶液,温度在-30ħ左右㊂析出相的透射照片结果用I m a g e J软件进行分析,统计不同热处理状态的2519A合金θ'相(A l2C u)的尺寸和密度㊂用θ'相较长方向的大小表征析出相的尺寸,用距离最近的两个θ'相距离表征析出相的分布密度,分别统计5张以上透射照片,500个θ'析出相,计算平均值及方差,可以较直观地表征析出相的尺寸与分布密度㊂08第49卷第2期形变热处理工艺对2519A 铝合金动态变形行为的影响2 结果与讨论不同形变热处理状态的2519A 合金力学性能测试结果见表3㊂2519A -T 87铝合金的屈服强度,抗拉强度和伸长率分别为439,486M P a 和9.5%㊂随着冷变形量的提高,合金的抗拉强度和屈服强度显著增加,伸长率降低㊂而预时效处理进一步提升了合金的强度㊂经过T 9工艺处理后,2519A 铝合金的抗拉强度㊁屈服强度和伸长率分别为535,495M P a 和8.5%㊂而经过断续时效T 9I 6处理后的2519A 铝合金,其抗拉强度和屈服强度与T 9态合金相近,但伸长率有明显的提高㊂表3 不同形变热处理工艺2519A 铝合金的力学性能T a b l e 3 M e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f 2519Aa l u m i n u ma l l o ys w i t hd i f f e r e n t t h e r m o -m e c h a n i c a l t r e a t m e n t sN a m e dσ0.2/M P a σb/M P a δ/%T 874394869.5T 84705218.5T 94955338.5T 9I 649553012.52519A 铝合金是典型的以θ'相为主要强化相的时效强化铝合金㊂不同时效状态合金析出相的形貌及相对应的衍射斑点见图2㊂从图2中可以发现,析出相与A l 基体的取向关系为在{100}A l 面上呈现(001)θ'ʊ(001)A l 并且[110]θ'ʊ[110]A l ㊂富集Cu 的盘片状θ'相在A l 基体{100}面析出[14-15]㊂对比图2(a )~(d )发现,合金的析出相都是以θ'相为主,但析出相的尺寸大小与分布弥散程度有很大差别㊂T 87态合金θ'相分布明显不均匀,而且析出相尺寸最大㊂冷变形量的提高,合金内位错等缺陷数量增加,析出相的低能形核点数量也随着增加,使合金的析出相分布更加致密(图2(b))㊂预时效对合金的尺寸和分布影响不大(图2(c )),但预时效过程中生成的原子团簇可以增加合金的加工硬化程度,所以使合金的强度进一步提高㊂断续时效由于有长时间的低温时效阶段,所有2519A -T 9I 6铝合金拥有最细小致密分布的θ'析出相,不需要较大的冷变形量,合金的力学性能也显著提高㊂图2 不同形变热处理状态的2519A 铝合金透射照片(a )T 87;(b )T 8;(c )T 9;(d )T 9I 6;(e )A l -C u 合金斑点对照图F i g .2 T E M m i c r o g r a p h s f o r p r e c i p i t a t e s i n2519Aa l u m i n u ma l l o y wi t hd i f f e r e n t t h e r m o -m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s (a )T 87;(b )T 8;(c )T 9;(d )T 9I 6;(e )S A D p a t t e r no fA l -C ua l l o y作为一种可时效强化合金,析出相对合金强度有显著的影响㊂分析析出相主要是从析出相的尺寸㊁形貌㊁取向及体积分数等角度分析㊂而针对本研究中的2519A 铝合金,θ'析出相的尺寸和分布状态可以很好地解释合金的力学性能变化㊂用I m a ge J 软件统计不同热处理状态的2519A 铝合金θ'相的尺寸和密度,其中用θ'相较长方向的大小表征析出相的尺寸,用同向相邻的两个θ'相距离表征析出相的分布密度,这样统计的尺寸越小,距离越短,说明析出相的尺寸越细小,分布越致密,具体统计结果见图3㊂2519A -T 87铝合18材料工程2021年2月图3 不同形变热处理工艺2519A 铝合金θ'析出相的统计结果F i g .3 S t a t i s t i c a l r e s u l t s o f θ'p r e c i p i t a t e s i n2519Aa l u m i n u ma l l o yw i t hd i f f e r e n t t h e r m o -m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s金的析出相平均长度40n m ,平均相间距27n m ㊂随着冷变形量的增加,析出相长度和相间距都大幅度减小,说明合金内析出相的尺寸减小,密度增加㊂而预时效对析出相的尺寸和密度影响不大㊂而经断续时效T 9I 6处理后的合金,析出相的平均尺寸25n m ,平均相间距12n m ,在4种状态中最为细小和密集,这也是2519A -T 9I 6铝合金拥有出色的力学性能的主要原因㊂不同形变热处理状态下2519A 铝合金在室温下应变速率1040~5820s -1范围的高速冲击真应力-应变曲线见图4㊂应力-应变曲线在上屈服点周围有一定的振动,到塑性变形阶段逐步稳定㊂而且随着应变速率的提高,曲线上的振动幅度也越大㊂在相近的应变速率下,2519A -T 87铝合金的应力最低,而其他3种合金的应力值较为接近㊂并且随着应变速率的提高,4种状态合金的应力和应变都显著增加㊂图4 不同形变热处理状态的2519A 铝合金高速冲击的应力应变曲线(a )1040~1250s -1;(b )3060~3220s -1;(c )5670~5820s-1F i g .4 T r u e s t r e s s -s t r a i nc u r v e s o f 2519Aa l u m i n u ma l l o y wi t hd i f f e r e n t t h e r m o -m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s a t d i f f e r e n t s t r a i n r a t e s (a )1040-1250s -1;(b )3060-3220s -1;(c )5670-5820s -1 选择曲线第一个峰的峰值应力为相应状态下的动态屈服强度㊂4种状态的铝合金在不同应变速率下的动态屈服强度见图5㊂由图5可知,2519A 铝合金拥有显著的正应变速率敏感性㊂合金的动态屈服强度随着应变速率的提高而提高,并且T 8,T 9和T 9I 63个状态合金的增加幅度远大于T 87态合金㊂在相近的应变速率下,T 9态合金的动态屈服强度最高,T 8态次之㊂T 9I 6态的合金的动态屈服强度稍小于强变形T 8态合金㊂在5600s -1左右的应变速率下,T 9,T 8和T 9I 63种状态合金的动态屈服强度分别为670,652M P a 和635M P a ,远高于T 87态合金的528M P a㊂由上述结果可知,合金的强度和热处理过程的冷变形量对合金的动态屈服强度有显著的影响㊂改进热处理工艺后,合金的力学性能提升,相应的动态屈服强度也显著提升㊂但并不是合金的抗拉强度或者屈服强度越高,其动态屈服强度也就越高,拉伸力学性能并不是合金动态力学性能的决定性因素㊂相对而言,冷变形量对合金的动态屈服强度有更大影响,冷变形量越图5 不同应变速率下不同形变热处理状态2519A 铝合金的动态屈服强度F i g .5 D y n a m i c y i e l d s t r e n g t ho f 2519Aa l u m i n u ma l l o y wi t h d i f f e r e n t t h e r m o -m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s a t d i f f e r e n t s t r a i n r a t e s大,加工硬化程度越高,合金的动态屈服强度越高㊂T 9态合金经过预时效和50%的冷变形,加工硬化的程度最高,其在高应变速率下的动态屈服强度也最高;T 8态合金只经过50%冷变形,缺少了预时效析出相28第49卷第2期形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响对冷变形位错滑移的阻碍作用,所以其动态屈服强度相应略有下降;而T87态合金只有15%的冷变形,加工硬化的程度最低,其动态屈服强度也最低㊂而T9I6态合金虽然也只有15%的冷变形,但其合金强度较高,有助于提高合金的动态屈服强度,所以最终结果与强变形T8,T9态合金的差距较小㊂在动态冲击过程中,合金在极短的时间内(大约100μs)经历了温度㊁应变和应变速率的变化㊂在变形过程中,塑性功大部分转化为热能释放,只有一少部分转化为相界面能和弹性应变能,使材料发生不可逆的结构变化㊂所以吸能和绝热温升是高速冲击过程中两个最重要的参考指标㊂样品单位体积吸收的能量可以用应力-应变曲线的积分计算,具体见式(1)[16]㊂W=ʏε0σ(ε)dε(1)式中:W为样品单位体积吸收的能量;σ和ε是相应状态下合金的真应力和真应变㊂绝热温升由吸收的能量估算,具体见式(2)[16]㊂T=293K+βρC Vʏε0σdε(2)式中:T为绝热温度;β是转化系数,取0.9;ρ为2519A 合金的密度,2.82ˑ103k g㊃m-3;C V是2519A合金的比热,902J㊃k g-1㊃K-1㊂4种形变热处理状态的2519A铝合金在不同应变速率下变形后的绝热温度如图6所示㊂在高速冲击过程中,随着应变速率的提高,合金在变形过程中吸收的能量显著增加,样品的绝热温度也明显提高㊂在相近的应变速率下,T9态和T8态合金的吸能和绝热温度都相对较高,T87态合金的最低㊂当应变速率在5600s-1左右时,T87,T8,T9和T9I64种状态的2519A铝合金的绝热温度分别为389,402,406K和394K㊂与图5结果对比发现,在动态冲击过程中,2519A铝合金的绝热温升受合金动态屈服强度的影响较大㊂当合金的动态屈服强度较高时,其相对应的绝热温升也较大㊂图6不同应变速率下不同形变热处理状态的2519A铝合金的绝热温度F i g.6 A d i a b a t i c t e m p e r a t u r e o f2519Aa l u m i n u ma l l o yw i t hd i f f e r e n t t h e r m o-m e c h a n i c a l t r e a t m e n t sa t d i f f e r e n t s t r a i n r a t e s对比研究4种形变热处理状态2519A铝合金冲击样品的形貌特征及微观组织演变规律㊂首先在5600s-1左右应变速率下,4种状态合金的冲击样品的宏观形貌照片如图7所示㊂可以看出不同热处理状态的2519A铝合金在冲击后,样品的形貌有明显的差别㊂T87和T9I6态合金在冲击后,样品为圆盘状,依然是完整的块体,表面没有发现明显的裂纹㊂而T8和T9态合金在冲击后,样品的变形不均匀,并且在表面出现了明显的裂纹,材料已经发生了断裂㊂图7不同形变热处理状态的2519A铝合金在5600s-1以上应变速率下冲击样品的形貌照片F i g.7 M o r p h o l o g yp h o t o s o f i m p a c t e d s p e c i m e n s f o r2519Aa l u m i n u ma l l o y w i t hd i f f e r e n tt h e r m o-m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s a t s t r a i n r a t e o f5600s-1o r h i g h e r绝热剪切带(a d i a b a t i c s h e a r b a n d s,A S B s)是指塑性剪切变形高度集中的区域,经常见于高速变形中的金属材料㊂绝热剪切敏感性是估算绝热剪切现象出现在材料中易难程度的参数[17-18]㊂高的绝热剪切敏感性预示着绝热剪切现象在材料中出现的更早,并且形成绝热剪切带㊂微裂纹和空洞容易在绝热剪切带中形核,当微裂纹长成宏观裂纹时,材料发生断裂破损㊂因此,绝热剪切敏感性是材料在高速冲击中一个重要的参数㊂绝热剪切敏感性可以通过金相观察直接判定㊂当达到临界应变时,绝热剪切带就会形成,因此绝热剪切敏感性受应变速率的影响十分显著㊂当应变速率过大38材料工程2021年2月时,很难比较不同材料绝热剪切带的区别,因此选择在3500s-1左右应变速率下的冲击样品做绝热剪切带观察(见图8)㊂从图8中可以清楚地观察到合金冲击样品中A S Bs图8不同形变热处理状态2519A铝合金冲击样品的绝热剪切带(a)T87;(b)T8;(c)T9;(d)T9I6F i g.8 A d i a b a t i c s h e a r b a n d s i n i m p a c t s p e c i m e n s o f2519Aa l u m i n u ma l l o yw i t hd i f f e r e n t t h e r m o-m e c h a n i c a l t r e a t m e n t s(a)T87;(b)T8;(c)T9;(d)T9I6存在,绝热剪切带的宽度可以判断绝热剪切变形过程应力集中的程度㊂在强变形T8和T9态合金冲击样品中(图8(b)和图8(c)),绝热剪切带十分明显,几乎贯穿了整个样品的截面㊂其中T9态合金样品的A SB s宽度最窄,只有45μm左右,应力集中程度最高;T8态样品的A S B s宽度在60μm左右㊂在T9I6态合金样品中,剪切变形的集中程度不高,宽度大于80μm,其形貌更接近于变形带而非绝热剪切带(图8(d))㊂而在T87态样品中,只有在样品边缘处出现局部的变形带,没有明显的A S B s出现(图8(a))㊂通过比较A S B s金相观察的结果发现,T9态合金的绝热剪切变形最显著,其绝热剪切敏感性最高;T87态合金绝热剪切变形程度最弱,其对应的绝热剪切敏感性也最低㊂作为一种时效强化铝合金,时效析出相对合金的性能有着重大的影响㊂研究动态变形过程中析出相的演变规律对研究合金的动态力学性能有重大的意义㊂一方面了解动态变形过程中析出相尺寸,分布等方面的变化,可以很好地估算合金的动态力学性能和抗弹性能;并且研究不同应变速率和温度下的析出相演变规律可以帮助我们研究如何提高析出相的稳定性,对提高合金的动态力学性能有巨大的帮助㊂下面利用透射电镜观察了不同形变热处理状态的2519A铝合金在不同应变速率下θ'析出相的形貌,分析随着应变速率的提高,合金析出相的变化规律㊂图9是2519A-T87铝合金在不同应变速率下动态变形的析出相形貌照片㊂在1260s-1应变率时,T87态合金析出相的形貌无明显变化(图9(a))㊂随着应变率提高到3000s-1以上时,合金内部分θ'析出相变得扭曲,且析出相密度逐渐降低(图9(b))㊂在5000s-1左右应变速率时,T87态合金的析出相大部分被分解成球形颗粒,少部分扭曲,析出相与A l基体的位向关系被破坏(图9(c))㊂图10是2519A-T9铝合金在不同应变速率下动态变形的析出相形貌照片㊂T9态的θ'析出相在高应变率下的演变情况与T87相似,在1000s-1左右应变率下,析出相形貌无明显变化㊂当应变率达到3000s-1时,部分θ'析出相发生扭曲变形,且整体的密度显著下降㊂而到了5000s-1左右应变率时,析出相的密度大幅下降,大部分发生扭曲变形,有少量球状析出相出48第49卷第2期形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响图9 2519A -T 87铝合金在不同应变速率下<100>方向强化析出相的T E M 照片(a )1260s -1;(b )3420s -1;(c )5680s-1F i g .9 T E M m i c r o g r a p h s f o r p r e c i p i t a t e s a t <100>o r i e n t a t i o n i n2519A -T 87a l u m i n u ma l l o y i m pa c t e d a t d i f f e r e n t s t r a i n r a t e s (a )1260s -1;(b )3420s -1;(c )5680s -1图10 2519A -T 9铝合金在不同应变速率下<100>方向强化析出相的T E M 照片(a )1370s -1;(b )3410s-1;(c )5820s -1F i g .10 T E M m i c r o g r a p h s f o r p r e c i p i t a t e s a t <100>o r i e n t a t i o n i n2519A -T 9a l u m i n u ma l l o y i m pa c t e d a t d i f f e r e n t s t r a i n r a t e s (a )1370s -1;(b )3410s -1;(c )5820s -1现,但还有部分析出相保持了与A l 基体的位向关系㊂图11是2519A -T 9I 6铝合金在不同应变速率下动态变形的析出相形貌照片㊂可以发现,随着应变率从1000s -1提高到5000s -1,合金的θ'析出相密度显著下降,在5000s-1应变率时部分析出相发生了扭曲,但依然有大量的析出相保持了与A l 基体的位向关系㊂图11 2519A -T 9I 6铝合金在不同应变速率下<100>方向强化析出相的T E M 照片(a )1040s -1;(b )3060s -1;(c )5370s-1F i g .11 T E M m i c r o g r a p h s f o r p r e c i p i t a t e s a t <100>o r i e n t a t i o n i n2519A -T 9I 6a l u m i n u ma l l o y i m pa c t e da t d i f f e r e n t s t r a i n r a t e s (a )1040s -1;(b )3060s -1;(c )5370s -1 对比图9~11,发现合金析出相演变最显著的区别出现在5000s-1以上应变的情况,在更高的速度和更剧烈的变形条件下,合金θ'析出相的形貌发生了巨大的改变㊂在高速变形过程中,合金的微观组织在极短的时间内(大约100μs)经历了温度㊁应变和应变速率的变化㊂动态变形行为及微观组织演变可以总结为3种机制的交互作用的结果,即应变强化,应变速率强化及热软化㊂在5000s -1应变速率时,T 87,T 9和T 9I 6态合金的绝热温度大约在380~400K 之间,见图6,不同状态合金之间差别不大㊂而合金析出相的转变情况有很大差异,所以很可能冲击样品的吸能和绝热温升所导致的热软化并不是造成析出相转变的主要58材料工程2021年2月原因㊂在A l -C u 合金强变形研究中,很多学者报道了θ'析出相被位错切割,逐渐分解成球状颗粒的研究成果㊂M u r a ya m a 等[19]指出,时效态A l -C u 合金的变形过程与固溶态合金变形有较大区别㊂固溶态合金变形时,位错多聚积于粗大第二相或晶界处㊂而时效态合金变形时,位错会优先与θ'析出相作用,析出相会被位错切割而逐渐分解,析出的C u 原子回溶到A l 基体中㊂直到析出相被完全分解后,位错才开始与晶粒作用,此时与固溶态合金变形的情况相同㊂也可以认为在变形过程中,θ'析出相与位错相互作用的结果㊂随着应变速率的提高,冲击样品的应变增大,合金内产生的位错增多,位错切割θ'析出相,使其变得扭曲,断裂,分解成球状相,最终析出的C u 原子回溶到A l 基体中㊂利用高分辨透射电镜从<100>方向观察冲击样品中有代表性的析出相形貌,具体结果见图12㊂图12 2519A -T 87铝合金5000s -1以上应变率冲击样品中不同形状析出相的高分辨T E M 照片(a )扭曲;(b)球状F i g .12 H R T E M m i c r o g r a p h s o f p r e c i p i t a t e s i n2519A -T 87a l u m i n u ma l l o y w i t hd i f f e r e n tm o r p h o l o g i e s i m pa c t e d a t ab o v e 5000s -1(a )d i s t o r t e d ;(b )s ph e r e 从图12可见,T 87态合金在5000s-1以上的应变速率下,析出相出现了扭曲及断裂的痕迹,或者分解成球状(图12)㊂但扭曲的析出相与A l 基体的界面为完全共格(图12(a)),说明扭曲析出相是被位错切割分解的产物,而不是稳定相θ相生成㊂而且发现扭曲状和球状的析出相上都有明显的变形导致的应力条纹,可以判定其为θ'析出相与位错相互作用的产物㊂所以在高应变速率下,θ'析出相的演变规律为析出相与位错相互作用,析出相被位错切割,逐渐变得扭曲,断裂,分解成球状,最终回溶入A l 基体㊂而且由于高应变速率变形,溶质原子沿位错扩散的速率被大幅加快,绝热温度也提高了溶质原子的扩散速率,这些都会加快溶质原子的回溶速率,促使θ'析出相快速分解和回溶入A l 基体㊂在实际应用中,希望2519A 铝合金具有较高的动态屈服强度且绝热剪切敏感性较低㊂冷变形量较大的热处理工艺T 8或T 9可以较大幅度提高2519A 铝合金的动态屈服强度,但其绝热剪切敏感性也较大,容易发生绝热剪切断裂使材料失效,再加上板材制备过程中的困难,不应该考虑在实际中应用㊂在冷变形量不大的前提下,断续时效T 9I 6处理后的2519A 铝合金,θ'析出相变得更加细小弥散,合金的动态屈服强度较T 87态合金大幅提升,绝热剪切敏感性也控制在一定范围内㊂因此在高应变速率下,断续时效T 9I 6工艺使动态屈服强度和绝热剪切敏感性两项指标达到平衡,是在装甲材料应用上的最佳选择㊂3 结论(1)2519A -T 9I 6铝合金拥有比T 87态合金更高的动态屈服强度和更好的动态吸能能力,同时比强变形T 8或T 9态合金更低的绝热剪切敏感性㊂(2)强变形态2519A 铝合金拥有更高的动态屈服强度和吸能能力,但其绝热剪切敏感性也非常高,在高应变速率变形中极易发生绝热剪切断裂,在应用上受到限制㊂(3)揭示了2519A 铝合金在高应变速率下的失效机理㊂合金内θ'析出相被位错切割,逐渐断裂分解,最后溶质原子回溶于A l 基体,导致合金发生软化㊂高应变速率和绝热温度加速了析出相的分解速率㊂参考文献[1] Y ELY ,G U G ,L I UJ ,e t a l .I n f l u e n c e o f C e a d d i t i o no n i m pa c t p r o p e r t i e s a n dm i c r o s t r u c t u r e s o f 2519Aa l u m i n u ma l l o y[J ].M a -t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g:A ,2013,582:84-90.[2] 李玉乾,叶凌英,张新明,等.C r 和Y b 复合添加对2519A 铝合金组织和力学性能的影响[J ].中南大学学报(自然科学版),2014,68第49卷第2期形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响45(7):2182-2186.L IY Q,Y ELY,Z H A N GX Me t a l.E f f e c t s o f C r a n dY b a d d i-t i o n s o nm i c r o s t r u c t u r e s a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f2519Aa l u-m i n u ma l l o y[J].J o u r n a l o f C e n t r a l S o u t hU n i v e r s i t y(S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y),2014,45(7):2182-2186.[3] Z H A N G X M,G A OZG,Z HA O YS.E f f e c t s o f s h o r t a g i n g o nt h i c k e n i n g a n i s o t r o p y o fθ'p r e c i p i t a t ea n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f s e v e r e c o l d-r o l l e d2519Aa l u m i n u ma l l o yp l a t e[J].J o u r n a l o f M a t e r i a l s S c i e n c e,2010,45:1401-1405.[4]张新明,刘玲,贾寓真.拉伸与轧制预变形对2519A铝合金组织与力学性能的影响[J].中国有色金属学报,2010,20(6):1088-1094.Z H A N G X M,L I UL,J I A YZ.E f f e c t s o f s t r e t c h i n g a n d r o l l i n g p r e-d e f o r m a t i o no n m i c r o s t r u c t u r e sa n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f 2519Aa l u m i n u m a l l o y[J].T h eC h i n e s eJ o u r n a lo fN o n f e r r o u s M e t a l s,2010,20(6):1088-1094.[5]顾刚,叶凌英,张新明,等.断续时效对2519A铝合金组织和力学性能的影响[J].中国有色金属学报,2013,23(8):2098-2103.G U G,Y ELY,Z HA N GX M,e t a l.E f f e c t s o f i n t e r r u p t e d a g e-i n g o nm i c r o s t r u c t u r ea n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f2519Aa l u m i-n u ma l l o y[J].T h eC h i n e s e J o u r n a l o fN o n f e r r o u sM e t a l s,2013, 23(8):2098-2103.[6] Y ELY,G UG,Z H A N GX M,e t a l.D y n a m i c p r o p e r t i e s e v a l u a-t i o n o f2519Aa l u m i n u ma l l o y p r o c e s s e db y i n t e r r u p t e d a g i n g[J].M a t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g:A,2014,590:97-100.[7] G U G,Y ELY,J I A N G H C,e t a l.E f f e c t s o fT9I6t h e r m o m e-c h a n i c a l p r o c e s s o nm i c r o s t r u c t u r e,m e c h a n i c a l p r o p e r t i e s a nd b a l-l i s t i cr e s i s t a n c eo f2519A a l u m i n u m a l l o y[J].T r a n s a c t i o n so f N o n f e r r o u sM e t a l s S o c i e t y o fC h i n a,2014,24:2295-2300. [8]董宇,叶凌英,孙大翔,等.预变形量对2519A-T9I6铝合金力学性能和组织的影响[J].中国有色金属学报,2017,27(12): 2434-2442.D O N G Y,Y ELY,S U N DX,e t a l.E f f e c t s o f p r e-d e f o r m a t i o no n m i c r o s t r u c t u r ea n d m e c h a n i c a l p r o p e r t i e so f2519A-T9I6a l u-m i n u m a l l o y[J].T h e C h i n e s eJ o u r n a lo f N o n f e r r o u s M e t a l s, 2017,27(12):2434?2442.[9]董宇,叶凌英,孙大翔,等,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].中南大学学报(自然科学版), 2018,49(6):1340-1348.D O N G Y,Y ELY,S U NDX,e t a l.E f f e c t s o f p r e-a g i n g o nm i-c r o s t r u c t u r e a nd me c h a n i c a l p r o p e r t i e s of T9I6h e a t-t r e a t e d2519Aa l u m i n u m a l l o y[J].J o u r n a lo fC e n t r a lS o u t h U n i v e r s i t y (S c i e n c e a n dT e c h n o l o g y),2018,49(6):1340-1348.[10]S U NDX,Z H A N GX M,Y ELY,e t a l.E v o l u t i o n o fθ'p r e c i p-i t a t e i na l u m i n u ma l l o y2519Ai m p a c t e db y s p l i tH o p k i n s o nb a r[J].M a t e r i a l sS c i e n c ea n d E n g i n e e r i n g:A,2014,620:241-245.[11] Y ELY,D O N G Y,L I USD,e t a l.E f f e c t s o f p r e-a g i n g o nm i-c r o s t r u c t u r ea nd me c h a n i c a l p r o p e r t i e so fT9I6t r e a t e d2519Aa l u m i n u ma l l o y[J].M e t a l sa n d M a t e r i a l sI n t e r n a t i o n a l,2018,24:1149-1161.[12] Y EL Y,D O N G Y,Z HA N G Y,e t a l.E f f e c t o f t e s t t e m p e r a-t u r e a n d s t r a i n r a t e o n d y n a m i cm e c h a n i c a l b e h a v i o r o f a l u m i n u ma l l o y2519A[J].J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n g i n e e r i n g a n dP e r f o r m-a n c e,2019,28(8):4964-4971.[13]刘文辉,何圳涛,唐昌平,等.变形条件对2519A铝合金动态力学性能与组织演化的影响[J].材料工程,2016,44(1):47-53. L I U W H,H EZ T,T A N G CP,e t a l.E f f e c to fd e f o r m a t i o nc o nd i t i o no nd y n a m i c me c h a n i c a l p r o p e r t i e sa n d m i c r o s t r u c t u r ee v o l u t i o no f2519Aa l u m i n u ma l l o y[J].J o u r n a l o fM a t e r i a l sE n-g i n e e r i n g,2016,44(1):47-53.[14] S A H A R,R A Y R K.M i c r o s t r u c t u r a l a n d t e x t u r a l c h a n g e s i nas e v e r e l y c o l d r o l l e d b o r o n-a d d e d i n t e r s t i t i a l-f r e e s t e e l[J].S c r i p t aM a t e r i a l i a,2007,57:841-844.[15] OOD,G U I L L O T I,MA S S I N O ND.D e t e r m i n a t i o n o f t h e a c t i-v a t i o ne n e r g y i nac a s t a l u m i n i u ma l l o y b y T E M a n dD S C[J].J o u r n a l o fA l l o y s a n dC o m p o u n d s,2007,432:241-246. [16] HUSY,B A S K E SMI,S T A N M,e t a l.A t o m i s t i c c a l c u l a t i o n so f i n t e r f a c i a l e n e r g i e s,n u c l e u s s h a p e a n d s i z e o fθ'p r e c i p i t a t e s i nA l-C ua l l o y s[J].A c t aM a t e r i a l i a,2006,54(18):4699-4707.[17] Y A N G Y,T A NGY,C H E NPX,e t a l.E f f e c t s o f d i f f e r e n t a g-i n g s t a t u s e s a n ds t r a i nr a t eo nt h ea d i a b a t i c s h e a r s u s c e p t i b i l i t yo f2195a l u m i n u m-l i t h i u ma l l o y[J].M a t e r i a l sS c i e n c e a n dE n g i-n e e r i n g:A,2012,546:279-283.[18] L ID H,Y A N GY,X UT,e t a l.O b s e r v a t i o n o f t h em i c r o s t r u c-t u r e i n t h e a d i a b a t i c s h e a r b a n d o f7075a l u m i n u ma l l o y[J].M a-t e r i a l s S c i e n c e a n dE n g i n e e r i n g:A,2010,527:3529-3535. [19] MU R A Y AMA M,H O R I T A Z,H O N O K.M i c r o s t r u c t u r eo ft w o-p h a s eA l-1.7a t%C u a l l o y d e f o r m e d b y e q u a l-c h a n n e l a n g u-l a r p r e s s i n g[J].A c t aM a t e r i a l i a,2001,49(1):21-29.基金项目:广东省科学院实施创新驱动发展能力建设专项资金项目(2018G D A S C X-0954);广州市对外科技合作计划项目(201907010004);广东省自然科学基金(2018A030310417);2020年广东省省属科研机构改革创新领域稳定支持收稿日期:2020-02-01;修订日期:2020-03-23通讯作者:孙大翔(1984-),男,工程师,博士,研究方向:高性能铝合金制备与表征,金属材料失效分析,联系地址:广州市天河区长兴路363号广东省工业分析检测中心(510650),E-m a i l:188********@163.c o m(本文责编:杨雪)78。

高温热处理对铝合金力学性能的影响

高温热处理对铝合金力学性能的影响引言：在当今工业生产中，铝合金是一种非常常用的材料，其具有轻质、高强度和良好的耐腐蚀性能等特点，广泛应用于航空、汽车等领域。

而为了进一步提高铝合金的性能，科学家们通过高温热处理对其进行改性，从而使其力学性能得到进一步优化。

本文将探讨高温热处理对铝合金力学性能的影响。

一、热处理方法热处理是通过改变铝合金的晶界结构和晶体析出相来提高其力学性能的一种方法。

常见的热处理方法包括固溶处理和时效处理。

固溶处理是将铝合金加热到高温，使固溶体中原子扩散，形成一个均匀的固溶体。

这种处理方法能够消除晶界和弥散相，提高铝合金的塑性和韧性。

而时效处理是在固溶处理后，将铝合金快速冷却至低温，并保持在适当温度下一段时间，以促进析出物的形成。

时效处理能够增强铝合金的硬度和强度，但会损失一部分塑性。

二、热处理对力学性能的影响（1）强度和硬度的影响经过固溶处理后，铝合金的晶界和弥散相得到消除，晶体内部的结构得以优化，力学性能得到提高。

此时，铝合金的强度和硬度会有所增加。

而经过时效处理后，一些固溶体中的溶质原子会析出，形成高强度的析出物，从而再次提高铝合金的硬度和强度。

不过，时效处理过程中也会导致部分塑性的损失。

（2）塑性的影响塑性是衡量材料抵抗变形的能力，也是判断材料变形能力的重要指标之一。

固溶处理使铝合金的结构优化，晶界和弥散相得以消除，从而降低了晶界的阻碍作用，提高了材料的塑性。

而时效处理虽然能增强铝合金的硬度和强度，但塑性会相应下降，因为析出相减少了晶界的可滑移面。

（3）韧性的影响韧性是指材料在断裂前能够吸收的能量，反映了材料抵抗断裂的能力。

固溶处理能够提高铝合金的韧性，主要是由于消除了晶界和弥散相，减少了脆性相的存在。

然而，时效处理会导致一定的韧性损失，因为析出物对晶体的变形起到了阻碍作用。

结论：高温热处理对铝合金的力学性能有着重要的影响。

通过固溶处理，可以提高铝合金的强度和硬度，同时提高其塑性和韧性。

热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果的影响

热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果的影响热处理是一种常用的材料加工和改性工艺，对于铝合金材料来说，热处理可以显著影响其成形性和强化效果。

下面将从两个方面具体介绍热处理工艺对铝合金材料的影响。

首先，热处理工艺可以显著改善铝合金材料的成形性能。

铝合金材料常用于制造航空航天、汽车行业等对材料要求较高的领域，其成形性是一个重要的考量因素。

通过热处理工艺可以改变材料的晶粒结构和组织状态，从而提高其塑性和可变形性。

一种常见的热处理工艺是退火。

通过将铝合金材料加热到较高的温度，然后缓慢冷却，可以使其晶粒细化和均匀化，消除内部应力，提高材料的塑性和可压性。

这样，材料在加工过程中不容易开裂或产生变形，从而提高了其成形性。

此外，退火还可以改善材料的加工硬化行为，减少切削阻力和切削功率，提高加工效率。

另外一种热处理工艺是时效处理。

时效处理可以进一步提高铝合金材料的强度和硬度，同时保持较好的塑性。

时效处理通常分为两个步骤：固溶处理和时效处理。

固溶处理是将铝合金材料加热到特定温度，溶解固溶体和间金属化合物，使其分散均匀在铝基体中；时效处理是将固溶体的铝合金材料在较低的温度下经过时间长短不同的时效处理，以形成稳定的固溶体-间金属化合物结构，提高其硬度和强度。

此外，热处理工艺还可以实现对铝合金材料强化效果的调控。

通过选择不同的热处理工艺参数，可以获得不同的强化机制和效果。

例如，通过适当的固溶处理温度和时效处理时间，可以使铝合金材料在晶界和内部形成多个细小的相，从而限制晶界滑移和位错运动，增加材料的强化程度。

同时，还可以通过控制时效处理温度和时间，调节间金属化合物的尺寸和分布，进一步提高材料的强度和硬度。

综上所述，热处理工艺对铝合金材料的成形性和强化效果具有显著的影响。

通过热处理工艺可以改善铝合金材料的成形性能，提高其塑性和可变形性，使其更适合于复杂的成形工艺。

同时，热处理工艺还可以实现对铝合金材料强化效果的调控，通过选择不同的工艺参数来获得不同的强化机制和效果。

热处理对金属材料的形变性能的影响

热处理对金属材料的形变性能的影响热处理是一种通过加热和冷却金属材料来改变其结构和性能的方法。

在金属材料的制造过程中，热处理起着至关重要的作用，尤其是对于金属材料的形变性能。

本文将探讨热处理对金属材料形变性能的影响。

一、热处理的基本原理和方法热处理是利用固体金相原理和相变规律，通过加热和冷却的方式来改变金属材料的性能的工艺。

在热处理过程中，主要包括三个阶段：加热、保温和冷却。

加热阶段将材料加热到一定的温度，使之达到相应的组织形态；保温阶段使得金属材料的组织结构得到稳定和均匀的变化；冷却阶段则是通过控制冷却速度来使得金属材料的组织结构发生相应的变化。

常见的热处理方法包括退火、淬火和回火等。

退火是将金属材料加热到一定温度后，在空气中冷却至室温。

淬火是将加热后的金属材料迅速冷却至室温，以获得高硬度和高强度。

回火则是在淬火后加热金属材料到较低的温度，使其获得一定的韧性。

二、热处理对金属材料形变性能的影响1. 硬度和强度提升热处理可以显著提升金属材料的硬度和强度。

在淬火过程中，材料的组织结构发生改变，使得材料的晶粒尺寸减小、晶界清晰，从而提高了硬度和强度。

此外，回火过程中还可以通过调控温度和时间来达到对硬度和强度的控制，实现硬度和韧性的平衡。

2. 降低脆性金属材料在冶金过程中容易出现脆性断裂问题。

热处理可以通过使组织结构均匀化和调节晶粒尺寸来降低金属材料的脆性。

特别是在退火和回火过程中，通过提高韧性和延伸性，有效降低了材料的脆性断裂倾向。

3. 改善形变性能热处理还可以改善金属材料的形变性能。

正常冷变形会使金属材料组织变硬变脆，因此热处理可以通过恢复晶格结构和再结晶等手段，使金属材料再次具备优良的塑性和形变能力，从而提高其冷加工性能。

三、热处理在金属材料制造中的应用热处理在金属材料的制造中应用广泛，特别是对于高强度、高耐磨性的材料来说更为重要。

下面以两个常见的金属材料为例进行说明。

1. 钢材钢材是一种重要的金属材料，经常需要进行热处理来提升其性能。

热处理对铝合金材料的尺寸稳定性的提升效果

热处理对铝合金材料的尺寸稳定性的提升效果铝合金是一种广泛应用于工业领域的材料，它具有轻质、高强度、良好的加工性能等优点。

然而，铝合金材料在使用过程中常常遇到尺寸不稳定的问题，这给生产和工程项目带来了很大的困扰。

为了解决这一问题，热处理技术被广泛应用于铝合金材料中，以提升其尺寸稳定性和性能。

本文将探讨热处理对铝合金材料的尺寸稳定性的提升效果。

一、热处理技术的概述热处理是通过对材料进行加热、保温和冷却等工艺步骤，控制材料内部组织结构和相变行为的过程。

通过热处理，可以调整材料的物理性能和结构组织，提高材料的力学性能和耐热性。

常见的热处理技术包括时效处理、固溶处理和淬火处理等。

二、热处理对铝合金材料尺寸稳定性的影响1. 降低残留应力热处理过程中的加热和冷却过程，可以使材料内部的残余应力得到释放和降低。

残留应力是导致尺寸不稳定的主要因素之一，通过热处理可以有效解决这一问题。

热处理过程中的加热可以使材料发生塑性变形，使原有的残余应力得到释放。

而冷却过程中的固溶和相变行为，可以进一步降低材料的残留应力水平。

2. 改善晶粒结构铝合金材料的尺寸稳定性与其晶粒结构有密切的关系。

晶粒结构的不均匀性和晶界的存在，会导致材料在变形和应力作用下产生尺寸变化。

而通过热处理可以控制材料晶粒的尺寸和分布，提高晶粒的均匀性，从而改善材料的尺寸稳定性。

时效处理和固溶处理等热处理工艺，能够有效调控晶粒结构，提升材料的尺寸稳定性。

3. 提高材料的机械性能热处理可以改善铝合金材料的力学性能，提高其抗拉强度、硬度和耐热性等指标。

高强度的铝合金材料在受到外力作用时，更能保持其尺寸的稳定性。

因此，通过热处理提高材料的机械性能，也能间接提升其尺寸的稳定性。

三、不同热处理工艺对尺寸稳定性的影响热处理工艺的选择对铝合金材料的尺寸稳定性有着重要影响。

不同的热处理工艺对材料的组织结构和性能有不同的影响，进而影响尺寸的稳定性。

以常用的时效处理和固溶处理为例：1. 时效处理时效处理是指将固溶处理后的材料在一定的温度下保温一段时间，使材料发生析出硬化相的过程。

热处理工艺对铝合金材料的导电性和热膨胀性的改善

热处理工艺对铝合金材料的导电性和热膨胀性的改善热处理工艺是一种通过控制材料的组织结构和性能来改善材料性能的方法。

在铝合金材料的热处理过程中，可以通过控制温度和时间来调整材料的组织结构，从而改善其导电性和热膨胀性。

首先，热处理工艺可以对铝合金材料的晶粒尺寸进行调控，从而改善其导电性能。

晶粒尺寸是指材料中晶粒的大小，晶粒的大小与材料的导电性能有着密切的关系。

晶粒越小，材料的导电性能就越好。

在热处理过程中，通过适当调整退火温度和保温时间，可以使材料中的晶粒尺寸得到细化。

细小的晶粒可以提供更多的晶界，这些晶界对电子的传导具有促进作用，从而提高了材料的导电性能。

其次，热处理工艺还可以改善铝合金材料的热膨胀性能。

热膨胀性是指材料在温度变化时其尺寸的变化程度。

铝合金材料在高温下往往会出现热膨胀的问题，这会导致材料的尺寸变化，从而影响到材料的应用。

通过热处理工艺，可以通过调控材料的组织结构来改善其热膨胀性能。

具体而言，可以通过合理的配合合金元素和热处理工艺参数，使材料中形成一定数量的相变组织结构，从而有效地控制材料的热膨胀性能。

此外，热处理工艺还可以通过调整铝合金材料中的析出相和弥散相来改善其导电性和热膨胀性。

析出相是指在固溶度限制条件下，随温度变化而析出出现的固相。

弥散相是指在整个材料中均匀分布的微小第二相。

通过适当控制热处理工艺参数，可以调整析出相和弥散相的数量和尺寸，从而优化材料的性能。

例如，在热处理过程中，可以通过快速冷却来形成细小的弥散相，这些弥散相可以有效地限制晶界的运动，从而提高材料的导电性能和热膨胀性能。

总结而言，热处理工艺可以通过控制材料的组织结构和性能来改善铝合金材料的导电性和热膨胀性。

通过调控晶粒尺寸、形成相变组织结构和调整析出相和弥散相的数量和尺寸，可以有效地提高铝合金材料的导电性和热膨胀性。

热处理工艺在铝合金材料的应用中具有重要的意义，为材料性能的优化提供了有力的手段。

热处理工艺对铝合金材料的导电性和热膨胀性的改善是基于对材料组织结构的调控。

热处理工艺对铝合金材料的热导性和耐磨性的改善

热处理工艺对铝合金材料的热导性和耐磨性的改善热处理工艺是金属材料加工中非常重要的一部分，可以改善材料的性能和特性。

在铝合金材料中，热处理工艺可以显著改善其热导性和耐磨性。

首先，热处理工艺可以改善铝合金材料的热导性。

热导性是指材料传导热量的能力，对铝合金材料来说，其热导性是其优点之一。

通过热处理工艺，可以进一步提高铝合金的热导性。

例如，先将铝合金材料加热到高温，然后迅速冷却，这样就可以使铝合金材料的晶体结构发生改变，从而提高其热导性。

此外，热处理还可以减少铝合金中的杂质和缺陷，进一步提高其热导性。

其次，热处理工艺还可以改善铝合金材料的耐磨性。

在实际应用中，铝合金材料常常需要具备较高的耐磨性，以满足各种工程领域的需求。

通过热处理工艺，可以增强铝合金材料的硬度和耐磨性。

例如，通过固溶处理和时效处理，可以使铝合金材料的晶体结构变得更为均匀，晶界变得更加致密，从而提高其硬度和耐磨性。

此外，热处理还可以通过形成金属间化合物、增加材料的晶界相、改善表面机械性能等方式来提高铝合金材料的耐磨性。

要实施热处理工艺来改善铝合金材料的热导性和耐磨性，需要进行一系列的工艺步骤。

首先，需要对铝合金材料进行适当的加热和冷却处理。

通常情况下，可以采用固溶处理和时效处理的方式。

固溶处理是将铝合金材料加热到一定温度，使固溶相达到饱和，然后迅速冷却。

时效处理是将固溶处理后的材料在较低温度下保持一段时间，使析出相形成。

这样可以使铝合金材料达到最佳的硬度和耐磨性。

另外，热处理工艺的实施需要控制合适的处理参数，如加热温度、保温时间和冷却速率等。

这些参数的选择需要根据具体的铝合金材料和应用要求来确定。

此外，为保证热处理效果的稳定和一致性，还需要严格控制热处理设备的温度和冷却系统的效果。

总结来说，热处理工艺对铝合金材料的热导性和耐磨性的改善至关重要。

通过合理的热处理工艺，可以使铝合金材料的热导性和耐磨性得到显著提高。

因此，在铝合金材料的加工和应用过程中，热处理工艺不可或缺，对于提高铝合金材料的性能和特性具有重要意义。

热处理对铝合金力学性能的作用机制研究

L 前沿技术 eading-edge technology
热处理对铝合金力学性能的作用机制研究
陶治颖
（合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥２３００００）
摘要：近年来，我国工业制造水平的不断提升，使铝合金成为工业制造业的重要原材料，铝合金的力学性能更是直接
影响到工业制造产品的整体质量。对于铝合金来说，其在加工过程中的溶处理对铝合金力学性能的作用机制
试验结果表明，铝合金试样的力学性能及组织结构会在很大程度上受到固溶处理温度的影响，通过观察不同固溶处理温度下，铝合金试样在硬度及力学性能上的变化曲线可以发现，固溶处理温度的不断升高，会使 7075 铝合金的力学性能在抗拉、硬度以及屈服强度上分别出现先增后降趋势，当固溶处理温度达到 470℃时，此时铝合金的抗拉、屈服以及硬度也达到了一个峰值，分别是 625MPa、550MPa 和 46.5HRB。
铝合金凭借其低密度、高韧、高强的优良性能，使其被广泛应用于交通运输、航天航空、建筑业等多个领域。由于铝合金中掺入了较高含量的 Zn、Mg 等元素，这使得铝合金在热处理工艺中未得以充分固溶时，这些元素的存在很容易影响到铝合金的综合性能，而且 Zn、Mg 元素的含量过高，还会对铝合金造成严重的应力腐蚀问题，这势必会大幅降低铝合金的结构强度。
为了解决上述问题，本文便以热处理工艺作为出发点，深入研究热处理对铝合金力学性能的作用机制，以期能够为铝合金的应用提供可靠的技术依据。
1 研究材料及方法 1.1 材料
本文将 7075 铝合金作为研究材料，该铝合金材料预先已经进行了均匀化的退火处理，其内部化学元素的主要成分包括 Zn、Mg、Cu、Mn、Fe、Si、Cr、Ti 以及 AL, 这些化学元素的含量分别为 6.5%、2.2%、1.5%、0.6%、0.5%、0.5%、 0.15% 以及 0.1%。 1.2 热处理工艺

温度与保温时间对2519A铝合金高温力学性能的影响

温度与保温时间对2519A铝合金高温力学性能的影响张新明;刘波;刘瑛;李慧中;李惠杰【期刊名称】《中国有色金属学报》【年(卷),期】2007(017)010【摘要】利用高温拉伸力学性能测试、扫描电镜与透射电镜等分析手段对2519A 铝合金在不同温度与保温时间下的高温力学性能进行研究.结果表明:合金在保温10 min后进行拉伸,从室温至400℃,随着温度的升高,抗拉强度从471 MPa下降至55.5 MPa,屈服强度从440.3 MPa降至50.3 MPa,延伸率由11.6%提高至21.3%.300℃时,随保温时间的延长,合金的抗拉强度先由171.6 MPa下降至151.4 MPa,屈服强度由139.4 MPa降至130.5 MPa,1 h后基本上稳定不变.高温条件下,该合金力学性能的下降主要是由于析出相的粗化与转变引起的.【总页数】6页(P1561-1566)【作者】张新明;刘波;刘瑛;李慧中;李惠杰【作者单位】中南大学,材料科学与工程学院,长沙,410083;中南大学,材料科学与工程学院,长沙,410083;中南大学,材料科学与工程学院,长沙,410083;中南大学,材料科学与工程学院,长沙,410083;中南大学,材料科学与工程学院,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.21【相关文献】1.热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响 [J], 黄珍;夏长清;王会敏;王金惠;王志辉2.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3.焊丝成分对2519A/7A52异种铝合金焊接接头性能的影响 [J], 朱集锦4.形变热处理工艺对2519A铝合金动态变形行为的影响 [J], 孙大翔;董宇;叶凌英;唐建国5.温度对2519A铝合金高应变速率下动态屈服应力及显微组织的影响 [J], 高志国;张新明;陈明安;赵一生;李惠杰;刘波因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响

热处理温度对2519A铝合金组织性能的影响黄珍;夏长清;王会敏;王金惠;王志辉【摘要】采用硬度测试、拉伸测试、透射电镜及扫描电镜观察分析研究了时效温度对2519A铝合金组织性能的影响.结果表明:140 ℃时效9 h晶内析出少量细小弥散的片状θ'相,晶界处θ析出相细小且呈链状分布,无析出带较窄,合金的强度较低;165 ℃时效9 h晶内普遍析出细小而弥散的强化相θ' 相,晶界析出相不连续分布,无析出带较窄,合金力学性能明显提高.190 ℃时效9 h晶内析出相θ' 相数目减少,晶界析出相粗大且沿晶界连续分布,析出相两侧无析出带较宽,合金强度较低.【期刊名称】《矿冶工程》【年(卷),期】2010(030)003【总页数】3页(P100-102)【关键词】2519A铝合金;时效温度;热处理;显微组织;力学性能【作者】黄珍;夏长清;王会敏;王金惠;王志辉【作者单位】中南大学,材料与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,材料与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,材料与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,材料与工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,材料与工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG156Abstract:The influence of ageing temperature on the microstructures and mechanical properties of 2519A aluminum alloy was investigated byhardness test,tensile test,transmission electron microscope(TEM)and scanning electron microscope(SEM).Results show that,after being aged at 140℃for 9 h,there was a few precipitation of finely dispersedθ′phase in a for m of flake within grains,while grain boundary precipitation ofθ′phase was fine and in a chain-like distribution,with a narrow precipitation-free zone(PEZ)along grain boundaries,resulting in strength of aluminum alloy being lower.After being aged at 165℃ for 9 h,finely dispersedθ′phase precipitated within grains was generally strengthened,while grain boundar y precipitation ofθ′phase was discontinuously distributed,with a narrow PEZ along grain boundaries,resulting in the strength of alloy obviously i mproved.After being aged at 190℃for 9 h,lessθ′phase was precipitated within grains,while grain boundary precipitation was coarse and distributed continuously along grain boundaries,with a wider PEZ on the both sides of precipitated phase,resulting in the strength of alloy being lower.Key words:2519A aluminum alloy;ageing temperature;heat-treatment;microstructure;mechanical property2519A铝合金具有良好的力学性能和抗应力腐蚀性能,是继 5083(铝-镁系)、7039(铝-锌-镁系)之后的第三代新型装甲铝合金,主要用于飞机、火箭、舰船等结构件和两栖装甲突击车、空投空降车等的装甲材料[1-2],美国已将该合金用作先进的两栖突击车(AAAV)的装甲材料[3]。