高强B93铝合金棒材固溶与双级时效工艺的研究

摘要

本文采用室温拉伸、硬度和电导率测试、慢应变速率拉伸、X射线物相分析、差示扫描量热分析、金相显微观察和电子显微分析等方法研究了高强B93铝合金棒材在不同固溶处理和不同双级时效工艺条件下的力学性能、电学性能、显微组织结构及其变化规律，优化了合金的热处理制度，并从理论上进行了分析和讨论。获得了下列结论：
　　 ⑴B93铝合金棒材中的第二相主要有Al7Cu2Fe相、η(MgZn2)和T(AlZnMgCu)相，并且沿着挤压方向聚集分布。固溶后，η相和T相明显溶入基体，而Al7Cu2Fe相未能溶入基体，呈现较大块状。
　　 ⑵随着固溶温度的升高或固溶时间的延长，B93铝合金中溶质的固溶程度越充分。但高温和长时间的固溶，合金容易发生过烧和晶粒长大，进而使得合金强度降低。综合考虑，B93铝合金棒材的最佳固溶处理为470℃/40min。
　　 ⑶淬火水温过高或者转移时间较长会使得B93铝合金棒材的强度性能下降。淬火后停放时间在2～24 h内，合金时效后强度性能欠佳。较合适的停放时间为2h以内或者24～48h。
　　 ⑷经过双级时效后，合金在时效沉淀序列上由GP区发展到η’相和η相阶段。
　　 ⑸双级时效的一级时效条件主要影响合金的强度性能，对抗应力腐蚀性能影响不大。二级时效对强度的贡献很少甚至是降低强度，但是对合金抗应力腐蚀性能的影响很大。主要是因为形成了粗大、断续的晶界析出相和出现了无沉淀析出带。
　　 ⑹B93合金较适宜的双级时效工艺为：120℃/24h+170℃/16h。该制度时效后合金的抗拉强度达510MPa，屈服强度478.9MPa，延伸率10％，电导率22 MS·m-1，有良好的抗应力腐蚀性能，在NaCl腐蚀溶液中拉伸仅发生0.08％的强度损失。