第6期
李家印①常迎来①闵光辉①②
（①昌吉学院昌吉831100②山东大学材料学院济南250014）
摘
炭材料工程技术要
通过热挤压成型工艺制备2297铝合金棒材，采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和显微硬度测试等手段研究挤压比对
带通滤波器设计合金力学性能与电学性能的影响。结果表明：随着挤压比的增大，塑性变形量也逐渐增大，挤压棒材原始粗大的晶粒沿着挤压的方向逐渐拉长变细成纤维状晶粒，挤压态合金显微硬度随着挤压比的增大呈逐渐上升的趋势，而导电率随着挤压比的增大逐渐下降；挤压棒材经固溶时效处理后，棒材发生了明显的静态再结晶及晶粒的长大现象；随着挤压比的增加，时效态棒材的显微硬度、抗拉强度和屈服强度呈逐渐上升的趋势，而导电率和延伸率呈逐渐下降的趋势；挤压比为61时，时效态棒材的抗拉强度为332MPa ，屈服强度为240MPa ，延伸率为10.11%，显微硬度为126.6HV ，导电率为28.73%IACS 。
关键词2297铝合金挤压比力学性能电学性能
铝锂合金具有密度低、比弹性模量高、耐热性和抗应力好、可进行热处理强化等优点，能够满足飞机与航天器的减重设计和结构设计等要求，被广泛应用在航空航天工业领域中。2297铝合金是上世纪末由美国雷诺公司研制的第三代铝锂合金，具有低密度、中等强度和良好的抗应力腐蚀性，是飞机首选的结构材料，成功地应用在F-16机身舱壁。作为新一代航空航天用轻质铝合金，目前关于其研究主要集中在熔炼与铸造、析出相强化机理等方面，缺少对2297铝合金挤压成形与电学性能方面的研究。 热挤压是一种较为常见的加工成型方式，能够
较大程度上改变材料的组织特征，进而提高铝合金塑性和综合力学性能，是铝合金加工过程中的一个重要环节。研究表明，挤压比对于挤压后合金的微观组织与性能发生较大的影响。周天国等对6201铝合金线材研究发现，随着挤压比的增大，合金线材的抗拉强度，延伸率和电阻率增大，其增大的趋势随着挤压比的进一步增加而逐渐减小；陈胜迁等对Al-7.0Si-1.2Fe-0.3Mg 合金研究发现，挤压比对富铁相破碎和晶粒细化有显著效果；易丹青等对AA8030铝
合金研究发现，合金在挤压过程中发生动态再结晶，晶粒细化，退火后的电导率随着挤压比（6~28）的增大呈先上升后下降的趋势。
此外，Al-Cu-Li 合金属于可热处理强化变形铝合金，其最终使用状态通常为固溶时效态，固溶处理要达到Cu 、Li 和Mg 等有强化作用的溶质原子充分回溶至铝合金基中的目的，通过高温下固溶后立即淬火处理，以便获得过饱和固溶体，再进行后续的时效处理来获得强化析出相，再通过调整合金阶段析出
相的数量和种类等因素，使合金的性能得到提高。综上所述，热挤压加工对铝合金的组织性能有重要影响，但目前研究未涉及热挤压对2297铝合金组织演变的作用，特别是挤压工艺参数对其力学性能和电学性能的影响鲜有见到。因此，本文对2297铝合金进行热挤压实验，研究挤压比对2297铝合金不同状态（挤压态和时效态）力学性能与电学性能的影响，进而
为通过调整挤压工艺而实现对产品性能的调控提供参考，为制定合理的热加工工艺提供技术支持。
1实验
土豆炮点火装置2297实验合金主要化学成分(质量分数，%)为
Cu 2.30，Li 1.47，Mg 0.08，Mn 0.36，Zr 0.08，Ti 0.06，Al
余量。采用电阻炉熔炼，LiF 与LiCl (1∶4)混合覆盖剂保护，石墨铸型浇注成型；铸锭经520℃不同时间的均匀化热处理，然后表层车皮成Φ125mm×150mm 的圆棒铸锭；采用800t 挤压机进行挤压处理，
储物盒
挤压筒直径为Φ125mm ，坯料的挤压温度设为420℃，挤压筒和模具的温度比坯料的温度低20℃，挤压成型的圆棒直径分别为Φ44mm 、Φ23mm 和Φ16mm ，对应的挤压比分别为8、30和61；对挤压后的试件在高温
箱式电阻炉内进行固溶处理，固溶温度设520℃，固
溶时间设为1.5h ，固溶后立刻室温水淬。对固溶处理后的试样在真空干燥箱内进行时效处理。时效温度设为190℃，时效时间设为24h ，采用空冷。
对不同状态下金相组织进行观察，试样经粗麿、细麿、绒布抛光后，用Keller ’s 试剂（2mL HF+3mL HCl+5mL HNO 3+190mL H 2O ）进行腐蚀，腐蚀时间依据合金状态而定，使用Nikon DS-U3Nikon 光学电子
小学生文具盒显微镜(OM)观察合金金相组织的晶粒大小、形貌和
资助项目：新疆维吾尔自治区2016年研究生科研创新项目（项目编号：XJGRI2016139）
DOI:10.16206/jki.65-1136/tg.2018.06.036
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