论文部分内容阅读
蠕变时效成形技术主要用于大型飞机整体壁板的成形,是利用金属的蠕变特性,将成形与时效同步进行的一种成形方法。蠕变时效成形是蠕变和时效相互影响的过程,预变形、预时效、晶粒大小、合金成分等都会对蠕变时效成形的回弹和最终性能产生影响。本文将不同热处理制度获得的三种状态2124合金(固溶态、FTMT预处理态(预变形+预时效)、ITMT细化晶粒态)进行蠕变时效实验,利用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等手段,研究了预处理对2124合金蠕变时效的影响,得到以下结论：(1)揭示了两种不同预处理对2124合金蠕变时效行为的影响。ITMT预处理细化了2124合金的晶粒组织,晶界的增殖使得该预处理合金在蠕变时效过程中蠕变变形增大。FTMT预处理增加了合金内部的位错,可动位错增加,蠕变机制由位错攀移机制向粘滞性滑移机制转变,蠕变初始阶段变形量减少,但稳态蠕变速率增大。(2)获得了2124合金蠕变时效统一本构关系方程,通过两种不同的本构关系对三种不同初始态合金进行了拟合。(3)揭示了2124合金在蠕变时效过程中的微观结构与力学性能。2124合金在蠕变时效过程中θ’相存在应力位向效应,主要析出强化相S’相择优析出不明显,但沿应力轴方向析出相有粗化现象。蠕变时效相对于人工时效第二相析出细小、致密,PFZ变窄。PFZ变窄能导致合金塑性和韧性的各向异性指数增大。(4)揭示了ITMT预处理对2124合金蠕变时效微观组织和性能的影响。固溶态和ITMT处理态合金都存在着难溶的粗大富Fe(Si)杂质相,粗大杂质相在蠕变时效过程中遭蠕变应力的作用发生破碎,蠕变应力越大破碎的越严重。通过ITMT预处理可以得到细小的晶粒组织。晶粒细化处理合金不仅具有较好的强度和塑性,而且在经过蠕变时效后仍保持较好的力学性能。(5)揭示了FTMT预处理对2124合金蠕变时效微观组织和性能的影响。采用12h自然时效+8%预变形的预处理工艺能够获得2124合金蠕变时效后比较好的综合力学性能。FTMT预处理能消除θ’的应力位向效应,使第二相析出致密细小,提高合金强度,略微降低塑性和韧性,减少塑性和韧性各向异性指数。