2A14铝合金热处理(最终版)

试样截取位置示意图
实验结果分析—显微组织
(a)A试样母材; (b)B试样母材; (c)C试样母材; (d)D试样焊缝中 心区; (e)D试样近B熔合 线; (f)D试样近A熔合 线; (g)E试样焊缝中 心; (h)E试样近B熔合 线; (i)E试样近C熔合 线
实验结果分析—合金硬度
经固溶和时效处理 的箱体(A) 与箱底(C) 材 料硬度较高，母材硬度 达到140 HV左右，硬度 基本一致； 而叉形环( B) 经退 火处理后，材料发生软 化。
2A14铝合金
2A14铝合金其强度高，锻造性、耐热性和可 焊性良好，广泛应用于航空航天领域特别是压力 容器的制造。
实验
实验材料为直接从火箭推进剂贮箱上截取，贮箱以氩弧焊焊接工艺、两 面三层焊封底焊接而成。
2A14铝合金化学成分（质量分数，%）
Si 0.6-1.2 Fe 0.7 Cu Mn Mg Ni 0.1 Zn 0.3 Ti 0.15 Al Bal.
感谢大家的聆听！ 请老师指正！
热处理对2A14铝合金组织及性能的影响
演讲人：姬怡冰 组员：陈少峰，崔曼，张惠帝，张满当
2019年3月
现如今铝及铝合金在我们生活的各个方面都得到了广泛的应用
铝及铝合金分类
铝及铝合金性质


纯铝：
密度小（ρ=2.7g/cm3）属轻金属 易于加工 抗腐蚀性能好 很高的塑性但其强度很低

实验结果分析—力学性能
断裂韧性实验 断口形貌
(a) A 试样母材; (b) B 试样母材; (c) C 试样母材; (d) D 试样焊缝中心区; (e) D 试样近B 熔合线; (f) D 试样近A 熔合线; (g) E 试样焊缝中心; (h) E 试样近B 熔合线; (i) E 试样近C 熔合线
铝合金：
密度低，但强度比较高 塑性好 具有优良的导电性 热传导率高 抗蚀性 成型性好 可焊接 可回收再利用




铝合金热处理分类
均匀化退火 退火 中间退火 成品退火 在线淬火 立式淬火 铝合金热处理
离线淬火
固溶淬火 一次淬火 阶段淬火 卧式淬火
自然时效
过时效 时效 回归 人工时效 欠时效 多级时效
3 种 母 材 的 CTOD 值大小关系为箱底＞ 箱体＞叉形环，表明 箱底抵抗裂纹扩展的 能力最强，断裂韧性 最 好 。 焊 缝 区 CTOD 值比母材低，而熔合 线处最低。
热处理对合金断裂韧性的影响 （D1 为D 试样焊缝中心，D2 为近叉形环熔合线，D3 为近箱体熔合线; E1 为E 试样焊缝中 心，E2 为近叉形环熔合线，E3 为近箱底熔合线）
热处理对合金硬度的影响
实验结果分析—力学性能
（1）拉伸性能
经过退火处理的 箱底母材 (C) 拉伸性能 略好于箱体母材(A) 。 而二者的拉伸性能都 明显好于叉形环母材 (B) ，抗拉强度和屈服 强度超出约110%，伸 长率超出约20%。
热处理对合金拉伸性能的影响
实验结果分析—力学性能
（2）断裂韧性
性能分析

相比于叉形环母材，箱体母材与箱底母材经过固溶 强化与时效强化作用，析出大量沉淀相与强化相， 拉伸性能与断裂韧性都得到极大提高，且经过退火 处理的箱底母材综合性能最好。
结论



1) 显微组织分别为：箱体为析出大量二次相的细长晶粒；叉形环为 等轴晶；箱底为析出少量二次相的细长晶粒；焊缝区为枝晶组织； 在焊缝中心和熔合线附近存在一定数量的气孔缺陷。 2)硬度曲线 沿焊缝截面的分布呈较低-较高-低-高的趋势，即母材最 高，热影响区最低；热影响区也是整个焊接接头力学性能最差、最 薄弱的位置。 3) 箱底的拉伸性能与断裂韧性最好，箱体次之，叉形环最差。固溶 时效前的退火处理可以促进析出相溶入基体，使 2A14 铝合金获得 优良的综合性能。
3.9-4.8 0.4-1 0.4-0.8
试样截取位置示意图 箱体( A) 、叉形环( B) 、箱底( C) 、 母材，叉形环与箱体焊缝( D)、 叉 形环与箱底焊缝( E)
热处理工艺
箱体：采用470 ℃轧制后经502 ℃固溶， 160 ℃ 下时效18h;
叉形环：为380 ～ 480 ℃锻造，470 ℃ 退火处理; 箱底：采用470 ℃ 轧制后经470 ℃退火， 502 ℃ 固溶 后160 ℃下时效18h。