2A66铝锂合金热处理工艺及其各向异性的研究

摘要

2A66铝锂合金是我国自主研发的新型 Al-Cu-Li系铝合金，质量轻、强度高、塑性好，具有良好的加工性能，在航空航天领域具有良好的应用前景。研究热处理工艺对其微观组织和性能的影响，从而改善其强塑性匹配及力学性能各向异性，可进一步推动其在航空航天领域中的应用。本文作者采用布氏硬度测试、拉伸性能测试、金相显微观察(OM)、DSC分析、SEM分析、TEM分析及 EBSD分析等方法研究了2A66铝锂合金在不同热处理工艺下的硬化特征、拉伸力学性能、显微组织变化规律及其平面各向异性和织构组分。不仅优化了2A66铝锂合金的热处理制度，探明了该合金在时效过程中沉淀析出相的演变规律，还研究了不同热处理工艺对合金平面各向异性的影响，并测定了不同状态下合金内部的织构组分。其主要结论如下：
　　(1)2A66铝锂合金的过烧温度为525℃，适宜的固溶制度为520℃保温90min。在单级时效过程中，随着时效温度的提高，合金达到峰值时效的时间逐渐缩短。165℃/64h峰值时效时合金能够获得更好的强塑性匹配，其抗拉强度为526.5MPa，屈服强度为448.9 MPa，延伸率为10.1％。
　　(2)2A66铝锂合金适宜的双级时效工艺为200℃/12h+165℃/12h，此时合金的抗拉强度为527.1 MPa，屈服强度为490.7 MPa，延伸率为7.5%；合金比较适宜的RRA处理工艺为165℃/24h+220℃/40min+165℃/24h，此时合金的抗拉强度为519.8 MPa，屈服强度为469.7 MPa，延伸率为9.8%。
　　(3)2A66铝锂合金165℃单级时效过程中沉淀相的析出序列为：α过饱和固溶体→GP区+δ'→θ'+δ'→θ'+δ'+T1→θ'+T1。时效初期合金的主要强化来源为 GP区、δ'和θ'相，峰值时效时合金的主要强化相为θ'和T1相。
　　(4)原始态、固溶态和时效态2A66铝锂合金的各向异性依次降低。合金原始态的主要织构为立方织构，还存在C组分、B组分和S组分，固溶态的主要织构转变为旋转立方织构，经时效处理后合金的主要织构仍然为旋转立方织构，同时出现了R组分。
　　(5)165℃峰值时效前，随时效时间的延长，2A66铝锂合金力学性能的各向异性程度逐渐下降，过时效后合金的各向异性有所增加，延伸率的各向异性大于强度各向异性。

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第1章 绪论

1.1 引言

1.2 铝锂合金发展概述

1.3 铝锂合金的成分和组织特征

1.4 铝锂合金的合金化

1.5 铝锂合金的热处理

1.6 铝锂合金的各向异性

1.7 本文研究的目的、意义及主要内容

第2章 实验条件与方法

2.1 实验材料

2.2 实验方案

2.3 性能测试

2.4 组织观察

第3章 2A66铝锂合金热处理工艺的研究

3.1 引言

3.2 2A66铝锂合金固溶工艺的研究

3.3 2A66铝锂合金时效工艺的研究

3.4 分析与讨论

3.5 本章小结

第4章 2A66铝锂合金各向异性的研究

4.1 引言

4.2 原始态2A66铝锂合金的组织性能

4.3 固溶态2A66铝锂合金的组织性能

4.4时效态2A66铝锂合金的组织性能

4.5 分析与讨论

4.6 本章小结

结论

参考文献

致谢

附录A（攻读硕士学位期间发表的论文）