CN105527309A - 一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，选用固溶+自然时效状态的2024铝合金，从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样,粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及标准拉伸试样；之后，对试样进行拉伸试验、硬度试验和金相观察，分析热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。用以研究热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。本发明属于铝合金性能研究领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试方法，属于铝合金性能研究领域。
背景技术
2024是可热处理强化的铝合金,经固溶处理,自然时效或人工时效后具有较高的强度。该合金还具有良好的成形性能和机械加工性能,能获得各种类型的制品,是最广泛应用的铝合金之一。在生产上,一般2024合金工件只要求进行固溶+自然时效或固溶+人工时效处理,并无性能指标要求。但是对于某些特殊工件有具体的性能要求。由于2024合金性能数据不全,而且原材料状态对热处理性能也有影响,给工艺编制带来了困难。
生产中2024合金工件1及工件2分别要求60~105HB及100~120HB,测试原材料硬度为120~125HBS,需要进行过时效处理。先对试块处理确定了过时效温度,但处理工件时硬度不合格,因此又要进行固溶+时效+过时效处理,这样增加了生产周期。初步的试验表明过时效硬度对温度及保温时间很敏感,不易控制,与以往处理铝合金的情况不同。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，用以研究热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。
本发明的方案如下：一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，所述方法的步骤如下：
选用固溶+自然时效状态的2024铝合金，从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样,粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及标准拉伸试样；
具体热处理过程如下：取六组试样,分为R01、S1、S2、S3、S4、S5，每组包括拉伸试样3件、硬度试样1件、金相试样1件，分别按如下工艺进行热处理：R01原材料不处理；S1退火+固溶+室温下放置4天以上；S2固溶+人工时效+190℃x6h空冷；S3退火+固溶+190℃x6h空冷；S4退火+固溶+100℃x2h+190℃x4h空冷；S5退火+固溶+120℃x3h+190℃x5h空冷；
之后，对试样进行拉伸试验、硬度试验和金相观察，分析热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。
所述退火工艺为：380度x1.5h，炉冷；固溶工艺为：495度x1h，水冷。
本发明与现有技术相比，主要优点是开展了热处理工艺对2024合金性能的影响的研究,得出适合产实际的2024合金热处理基本数据,为生产提供技术支持,以便于在工艺编制时根据技术要求,选定工艺参数,避免边生产边试验,影响生产任务的完成。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细描述。
实施例
提供一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法：
试验原材料为固溶+自然时效状态2024铝合金,化学成分如表1所示。
从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样,粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验,处理后加工成金相试样、硬度试样及标准拉伸试样,然后测试力学性能、硬度。
取六组试样,分为R01、S1、S2、S3、S4、S5,每组包括拉伸试样3件、硬度试样1件、金相试样1件,按表2工艺进行热处理。退火工艺为:380度x1.5h,炉冷;固溶工艺为:495度x1h,水冷。
固溶、时效后的力学性能及硬度测试结果见表2。由表2的数据可见,固溶+自然时效状态原材料经退火+固溶+自然时效处理后强度、硬度变化不大,塑性略有升高。比较S1和S3的结果,发现固溶后自然时效与人工时效的性能差别较大,自然时效后力学性能好,强度及断后伸长率均比经人工时效的高36%,而且抗腐蚀性好,所以该合金一般在自然时效状态下使用。但自然时效是以G.P.区强化为主的,组织不稳定,所以当工作温度或在工艺过程中加热温度超过100度时,建议采用人工时效状态。比较单级时效和分级时效的结果发现,分级时效后硬度与强度大幅升高,强度提高了50%,而塑性并未降低,这说明分级时效起到了提高弥散强化效果的目的,能提高铝合金的综合性能。当然分级时效的效果与分级时效工艺有很大的关系,从S4与S5两种分级时效后合金的性能可以看出,S4试样的性能较差,这可能与第一阶段的形核温度低及最终时效的保温时间不够有关。只有合理选择分级时效工艺才能提高铝合金的力学性能。
结论
(1)固溶+自然时效态2024铝合金过时效处理,随过时效温度升高,硬度下降,在250度以下降低缓慢,250~340度急速下降,340~360度之间基本不变,超过360e后又快速下降。获得100~120HBS硬度的过时效温度范围很窄,为260~280度。
(2)获得100~120HBS硬度的过时效工艺为270度x2h,空冷;获得60~105HBS硬度的过时效工艺为300度x2h,空冷。
(3)固溶+自然时效态2024铝合金工件,185度稳定化处理后性能变化不大,但工件校正效果差;300度稳定化处理后,校正效果好,但硬度大大降低,影响了工件的性能。薄板最佳稳定化处理工艺为240度保温6~8h炉冷。
(5)2024铝合金分级时效能提高综合力学性能,特别是强度可提高50%。
Claims (2)
1.一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，其特征在于所述方法的步骤如下：
选用固溶+自然时效状态的2024铝合金，从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样,粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及标准拉伸试样；
具体热处理过程如下：取六组试样，分为R01、S1、S2、S3、S4、S5，每组包括拉伸试样3件、硬度试样1件、金相试样1件，分别按如下工艺进行热处理：R01原材料不处理；S1退火+固溶+室温下放置4天以上；S2固溶+人工时效+190℃x6h空冷；S3退火+固溶+190℃x6h空冷；S4退火+固溶+100℃x2h+190℃x4h空冷；S5退火+固溶+120℃x3h+190℃x5h空冷；
之后，对试样进行拉伸试验、硬度试验和金相观察，分析热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。
2.根据权利要求1所述一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，其特征在于：所述退火工艺为：380度x1.5h，炉冷；固溶工艺为：495度x1h，水冷。
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|---|---|---|---|---|
| CN111474320A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-31 | 福建省南平铝业股份有限公司 | 一种评价6系铝合金均匀化退火处理效果的方法 |
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| CN115655384A (zh) * | 2022-12-27 | 2023-01-31 | 江苏国嘉导体技术科技有限公司 | 一种柔性铝合金导体性能检测评估方法及系统 |
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