目前,2024铝合金冷轧板在航空航天领域应用广泛。2024铝合金属于Al-Cu-Mg系高强变形铝合金,具有强度高、密度低、耐热性能和成形性能优良等优点。2024铝合金冷轧板的主要生产工艺流程为:熔铸→均匀化退火→热轧→冷轧→固溶处理→时效。2024铝合金属于可热处理强化型铝合金,固溶处理和时效是2024铝合金冷轧板主要的热处理强化工艺,合理的热处理工艺参数对合金起强化作用,并可以获得良好的综合性能。2024铝合金冷轧板中合金元素的含量较高,合金中存在较多种类和数量的粗大第二相粒子,会对合金的性能产生不利影响。冷轧态的2024铝合金的综合性能较差,需要通过固溶时效热处理工艺进行调控。因此,研究热处理工艺参数对2024铝合金板材性能的影响规律,揭示热处理工艺参数对合金微观组织的影响机理,对于提高合金的综合性能具有重要的意义。本文以0.8mm厚的2024铝合金冷轧板为研究对象,对热处理后合金的力学性能、晶粒结构、第二相粒子、织构特征及断口形貌等方面进行了系统研究,获得了2024铝合金板材固溶时效热处理工艺参数对合金性能和微观组织的影响规律,以提高合金的综合性能为目标,对热处理工艺参数进行了优化,研究结果为2024铝合金冷轧板材的热处理工艺提供了理论指导,对生产实际具有重要的指导意义。本文的主要研究工作如下:(1)针对2024铝合金冷轧板的固溶时效热处理工艺设计了四因素五水平的正交试验,建立了 2024铝合金板材的固溶时效工艺参数-合金性能关系数据表,评估了工艺参数的优劣;对合金性能数据进行了极差分析,建立了合金性能直观分析表,研究出不同工艺参数的最优水平及其对合金性能的影响主次顺序;绘制了固溶时效参数-合金性能效应曲线图,研究了不同工艺参数对合金各性能影响的显著性;采用综合平衡法对工艺参数进行了优化,确定了优化的固溶时效工艺参数组合。|(2)采用控制变量法分别研究了固溶和时效工艺参数对2024铝合金板材性能的影响规律,建立了不同固溶制度和时效制度下的热处理工艺参数-合金性能关系表。分析了热处理工艺参数对合金性能的影响规律,研究发现时效温度越高,达到峰值时效的时间就越短,合金性能随着时效时间延长而变化得也越明显。(3)采用控制变量法分别研究了固溶和时效工艺参数对2024铝合金板材晶粒结构、第二相粒子、织构以及断口形貌的影响规律。研究发现:固溶温度越高、固溶时间越长时,合金的平均晶粒尺寸就越大,S相和θ相溶解越充分;固溶处理后合金中的织构类型主要为R织构、S织构和Cube织构;合金在人工时效过程中,随着时效时间的延长,GPB区和S相的析出数量均逐渐增多,达到峰值时效后,GPB区数量开始减少,S相数量还在增加,但已经开始粗化,晶界无析出区(PFZ)开始出现,并且宽度逐渐增大;时效后合金断口表面存在韧窝和撕裂棱,呈现出韧性断裂的特征,并且时效时间越长,韧窝越少、越浅,断口表面上准沿晶断裂的迹象越明显。