【摘 要】
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本课题是总装备部国防预研项目“750MPa级超高强铝合金应用技术研究”中的一部分,重点解决高合金化铝合金常规条件下,均化不充分问题。通过施加电流,促进750MPa级超高强铝合金中的的非平衡共晶相在均化过程中的溶解,进而提高合金的性能。本文结合金相显微组织观察、扫描电镜观察、透射电镜观察、能谱分析、DSC分析、硬度和导电率测试研究了电流场对合金在单级均匀化和双级均匀化处理过程中组织性能的影响。超高强
【基金项目】
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总装备部国防预研项目“750MPa级超高强铝合金应用技术研究”；
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本课题是总装备部国防预研项目“750MPa级超高强铝合金应用技术研究”中的一部分,重点解决高合金化铝合金常规条件下,均化不充分问题。通过施加电流,促进750MPa级超高强铝合金中的的非平衡共晶相在均化过程中的溶解,进而提高合金的性能。本文结合金相显微组织观察、扫描电镜观察、透射电镜观察、能谱分析、DSC分析、硬度和导电率测试研究了电流场对合金在单级均匀化和双级均匀化处理过程中组织性能的影响。超高强铝合金铸态组织中主要是由α（Al）固溶体组成,同时存在大量的非平衡共晶相,它们呈连续网状分布于晶界和枝晶干之间。第二相主要有 T（AlZnMgCu）相和 S（Al2CuMg）相。超高强铝合金在单级电流场均匀化中,结晶相的残余量与均匀化时间,均匀化温度,电流强度有关。均匀化时间越长,温度越高,电流强度越高,非平衡共晶相向基体的溶解越多,残余相的面积分数越小,同时合金的硬度升高,电导率下降。合金经450℃,4A/mm2均匀化24h后,残余相面积分数从铸态的10.1%降到2.76%,合金硬度达到HV 142.3,电导率为28.4%IACS。合金经470℃,4A/mm2均匀化4h后,只留下少许孤立的块状相,残余相面积分从铸态的10.1%降到2.40%,合金硬度为HV 153.9,电导率为27.6%IACS。超高强铝合金在单级电流场均匀化过程中,熔点较低的T相先溶解,并不断向S相转变,然后S相开始溶解,但因其熔点较高所以速度比较缓慢。合金经450℃,4A/mm2均匀化24h后,留下的基本是S相,仍有部分S相不能溶入基体。合金经470℃,4A/mm2均匀化4h后,残余的S相热焓值为4.489J/g 比 450℃,4A/mm2均匀化24h后的8.328J/g要少。超高强铝合金在双级电流场均匀化过程中,在预处理阶段施加电流,可以促进非平衡共晶相向基体快速溶解。合金经300℃预处理4h加465℃高温均匀化24h之后,残余相的面积分数从铸态的10.1%降到3.27%,合金硬度变为HV 138.4,电导率为28.4%IACS。合金经350℃下施加2.5A/mm2直流电流预处理4h加465℃高温均匀化24h之后,残余相面积分数从铸态的10.1%降到1.45%,合金硬度变为HV 154.6,电导率为26.9%IACS。在预处理阶段施加电流可以明显加快T相向S相的转换,同时加速S相向基体的溶解,均匀化后合金组织中绝大部分为S相。施加电流强度为2.5A/mm2时,预处理温度为350℃效果最好。
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