论文部分内容阅读
合金元素配比与热处理工艺是改善铝合金显微组织，提升铝合金力学性能的重要手段。本文对两种不同纯度的2A12铝合金进行研究，依照杂质合金元素Fe，Si的含量配比，将试验合金划分为L1、L2两种型号。实验使用金相显微镜和透射电镜来观察合金的显微组织、XRD对合金析出相的衍射分析、扫描电子显微镜观察分析合金拉伸断口形貌。通过实验分析合金的微观组织结构变化对材料强度、韧性及尺寸稳定性等性能的影响，得到如下结论：(1)时效后L1合金的粗大第二相含量及尺寸远高于L2合金。金相观察发现合金的晶粒沿L方向被拉长，并且在晶内和晶界L1合金的粗大化合物呈链状分布，L2合金粗大化合物断续分布。(2)透射电镜分析发现合金的主要时效强化相为细小针状S’(Al2CuMg)相，且呈弥散分布。L1合金的S’相尺寸较大，密度相对较低；L2合金的S’相弥散细小，分布均匀，间距小、密度高。(3)根据X射线衍射分析，L1合金中粗大杂质相Al7Cu2Fe和A16MnFe数量明显多于L2合金。粗大的第二相会造成应力集中，易形成裂纹源，会降低合金的力学性能及断裂韧性。(4)L1合金的屈服强度低于L2合金约110MPa，抗拉强度低约80MPa，L2合金的拉伸力学性能优于L1合金，时效强化相S’(Al2CuMg)的数量和分布是影响拉伸性能的主要因素。(5)L2合金的断裂韧性高于L1合金20%左右，合金的断裂韧性受粗大第二相的影响很大，L1合金中杂质含量高，形成粗大第二相数量多、尺寸大，因此断裂韧性差。(6)2A12合金拉伸性能和断裂韧性均呈现明显的各向异性，L向性能高于T向；各向异性主要原因是由于晶粒沿L方向伸长，裂纹穿晶扩展时与较多的晶界相遇，产生二次裂纹消耗更多的能量，并且粗大第二相含量少。对于T方向，由于垂直于L方向的面上晶界面积较小，晶界不在一个平面内，晶界面间距较大，从而导致晶界粗大第二相在两个方向上的分布不同，使合金的性能出现各向异性。(7)2A12铝合金经冷热循环热处理工艺(T7)后，与传统工艺相比，拉伸力学强度、微屈服强度及尺寸稳定性都得到大幅提升，合金的最佳热处理工艺为T7工艺。