论文部分内容阅读
本文主要以2024变形铝合金为研究对象,研究了自孕育法流变压铸成形2024变形铝合金的半固态成形微观组织,合金经过固溶处理、时效处理后的组织以及不同热处理特性,并与金属型铸造2024变形铝合金进行对比研究。实验结果表明:(1)自孕育法流变压铸成形的2024变形铝合金的组织主要由球状和类球状的初生a-A1相,与颗粒间不规则呈连续网状分布的共晶θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相组成。二次凝固组织形成过程主要分三个阶段:“脚趾”状和“齿”状初生a2相依附生长,爆发形核产生呈等轴状的初生a3相和共晶反应。共晶组织主要以共生生长方式为主,a-A1相与θ(CuAl2)相、S(CuAl2Mg)相通过组元间的横向扩散来实现两相的交替生长,并以“搭桥”的方式形成层片状共晶组织。金属型铸造2024变形铝合金的组织主要由呈树枝状、柱状和等轴状的a-Al相,以及枝晶间呈骨骼状分布的共晶9(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相组成,而且共晶组织也呈共生生长方式。(2)流变压铸成形的2024变形铝合金在495℃固溶处理12h后,共晶相θ(CuAl2)相和S(CuAl2Mg)相逐渐固溶进入a-A1基体内部,使得合金基体中的过饱和Cu、Mg合金元素的含量增多,对合金起到良好的固溶强化作用。而且,随着固溶时间的增加,流变压铸成形2024的组织中的初生颗粒与二次凝固区颗粒出现合并长大现象,其它们的长大速率都随固溶时间的延长而降低。与金属型铸造2024变形铝合金相比,流变压铸2024变形铝合金的固溶特性较优。固溶使得合金的硬度及强度上升,而且流变压铸2024变形铝合金的硬度上升较快。固溶处理对合金的固溶强化效果较明显,对其硬度影响也较大。(3)合金经过时效处理后,其合金基体中的不连续析出θ相和S相主要在合金的晶界处析出。不连续析出相主要受时效温度和时效时间的影响,时效温度越高析出相越多,时效时间越长析出相也越多,当析出相增加到一定程度其含量不再明显增加,θ相和S相也有逐渐粗化的现象。而且,析出相也受到二次凝固组织和固溶的饱和程度的影响。流变压铸成形与金属型铸造2024变形铝合金的均在190℃时效处理16h后,其合金的硬度值达到时效峰值,但流变压铸的性能较优,时效峰值也较高。合金的性能也受到不连续析出θ相和S相的含量以及形态的影响。