2195铝锂合金热处理制度工艺研究

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2195铝锂合金热处理制度工艺研究
张辉玲,姜 鹏,王春晖,王金花,赵国奇
(黑龙江省哈尔滨市平房区东北轻合金有限责任公司,黑龙江 哈尔滨 150000)
摘  要:
随着航空航天工业的发展,对于低密度、高强度的铝合金材料需求越来越多,铝锂合金势必是一种发展趋势。近期,公司开展了2195铝锂合金试验研究,本文通过正交试验研究确定了最佳的热处理工艺,最终确定了2195铝锂合金挤压材的最优热处理制度。
关键词:
2195;铝锂合金;热处理中图分类号:TG166.3  文献标识码:A  文章编号:
11-5004(2020)04-0013-2收稿日期:
2020-02作者简介:张辉玲,女,生于1986年,黑龙江哈尔滨人,工程师,研究方向:铝合金加工。
铝锂合金是航空、航天等国防重点领域的主要合金,由于其
强度高,密度比传统铝合金更低等诸多优势,得到的广泛的应用。为了尽快实现2195铝锂合金型材工业化生产,本研究通过对2195热处理制度的研究,最终确定了2195铝锂合金的热处理制度。
1 试验材料及试验方案1.1 试验材料
试验材料采用2195铝锂合金铸锭,挤压成棒材坯料,最后挤压成型材成品。1.2 试验方案
(1)淬火制度。根据有关资料,2195铝锂合金的淬火温度应该在505℃,本试验针对该温度区间,摸索制度,以505℃为基础,上下各10℃区间,即495℃,505℃,515℃三个温度区间。时效统一采用165℃,24h 进行时效。(2)时效制度。时效工艺是影响2195铝锂合金最主要的因素,根据相关资料,各研究的制度均不相同,本研究根据资料选择时效温度155℃、165℃、175℃,时效时间24h、30h、36h、42h 进行正交试验研究。(3)张力矫直对型材力学性能影响研究。按照国外2195铝锂合金板材的研究成果来看,张力变形对2195铝锂合金的力学性能有较大的影响。本工艺研究对型材张力矫直工艺进行研究。其中重点对比没有拉伸状态,即T6状态,正常型材拉伸状态2.0%~3.0%;加大
拉伸量3.0%~4.0%。对比拉伸工艺对型材力学性能的影响。
2 试验结果与分析
2.1 淬火工艺的确定
淬火是成品的固溶过程,其结果直接影响时效后产品的力学性能,在不考虑拉伸等因素影响,直接通过时效工艺预判淬火工艺的合理性。根据多数资料的介绍的时效工艺,时效统一采用165℃,24h 进行时效,其实验结果见表1,通过表1分析来看,淬火温度达到495℃以后,其基本热出现后的效果差不多,而505℃略高于495℃,515℃与505℃基本一致。因此,固溶温度选
用505℃,而保温时间按照GJB 1694型材的最大壁厚来确定。
表1  不同淬火工艺的性能指标实体瘤
淬火温度℃移动ugc
抗拉强度
RmMPa 规定非比例延伸强度
Rp 0.2MPa
断后伸长率A%唐荣海
4955364717.25055434818.0515
545
478
7.7
2.2 时效工艺和拉伸工艺的确定
时效工艺是影响2195铝锂合金最主要的因素,为了便于分析我们见实验结果图示化,具体结果见图1~图3。
在分析结果时,我们发现热处理工艺与拉伸工艺需要结合来分析,其对2195铝合金型材的工艺是有综合影响的。
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图中的拉伸量3%即为2.0%~3.0%,拉伸量4%即为3.0%~4.0%,没有拉伸的就是T6状态。
通过图1和图2分析,我们可以看出,有拉伸和没有拉伸的型材强度影响非常大,在没有拉伸的条件下,很难达到预定目标的强度指标。通过图1分析,以3%,4%的拉伸量的型材来看,其力学性能基本接近,而采用大拉伸量4%的最高强度可以达到604Mpa,而采用3%拉伸量的条件下,时效的对强度有一定影响,即当时效时间为24h 的时候其强度明显低于与30h,而当时效时间达到30h 时,强度随时间的变化不大,但当时效时间达到42h 时,其强度略有下降。而时效温度整体上来看,155℃和165℃都可以达到良好的强度指标,但当时效温度达到175℃时,其强度明显下降。因此,对于抗拉强度来说,时效温度应该选择在155℃或165℃,时效时间应该在30h ~36h 比较合理。
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