2219铝合金轧制及热处理工艺研究

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2219铝合金具有良好的焊接性能、断裂韧性以及耐腐蚀性能,在航空航天领域运用广泛。塑性成形和热处理等手段是强化该合金的重要方法,本课题以2219铝合金为背景,研究轧制工艺及热处理工艺参数对合金组织和性能的影响,并对成形后的轧制件采用不同腐蚀手段进行研究,优化出最佳的工艺参数,并进行机理上的探究。本课题首先通过控制变量的方法研究轧制工艺,包括轧制变形量、轧制温度及轧制速率对合金微观组织和力学性能的影响。研究表明:轧制变形量、轧制温度及轧制速率对组织及性能均有不同程度的影响。其中轧制变形量和轧制温度对合金组织影响较大,随着轧制温度从400℃升高到420℃时,2219合金中再结晶晶粒明显减少,且晶粒尺寸也最小,为近等轴状晶粒,强度到达峰值;当轧制变形量从20%增加到60%时,原先枝晶形状的晶粒从组织中完全消失,且晶粒沿轧制方向显著被拉长,强度也随之增加达到最高值。确定最佳的轧制变形量为60%,轧制温度为420℃,轧制速率为0.7S-1。通过控制变形量的方法研究了形变热处理工艺对2219铝合金组织和性能的影响,包括不同预变形量及时效时间对2219铝合金组织和性能的影响。研究表明:当时效时间相同时,随着冷轧预变形量的增加,合金强度呈现先上升后下降的趋势,而延伸率则是一直上升的趋势,这是由于经过冷轧预变形,大量位错被引入,有利于θ′相析出。随着θ′相数量增加,细小弥散分布的θ′相有效阻碍了位错运动,合金强度及塑性一定程度上得到提高;而当预变形量相同时,随着时效时间延长,合金强度和延伸率都是先上升后下降。通过不同的腐蚀手段(晶间腐蚀、剥落腐蚀、电化学腐蚀、应力腐蚀)来探究不同冷轧预变形量对2219铝合金耐腐蚀性能的影响。结果表明:不同预变形量对合金的抗腐蚀性能有明显的影响,且随着预变形量的增加合金的抗腐蚀性能有明显改善。
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