2024鋁合金板材尺寸穩(wěn)定性各向異性研究.pdf

1、2024鋁合金為精密儀器儀表行業(yè)中廣泛使用的材料,高精度的儀器儀表要求材料具有較高的尺寸穩(wěn)定性,然而2024鋁合金板材的尺寸穩(wěn)定性各向異性問題并沒有引起學術界與工程界的關注,也未見到相關研究報導,這將是高精度儀器儀表長期穩(wěn)定性的隱患問題。因此對2024鋁合金板材的尺寸穩(wěn)定性研究具有較高的實際應用價值。本文采用透射電鏡、電子背散射衍射、小變形抗力測試等多種手段對2024鋁合金板材的微觀組織及尺寸穩(wěn)定性各向異性進行了研究,分析了不同穩(wěn)定化處

2、理工藝對合金微觀組織及不同方向上小變形抗力和尺寸變化行為等的影響,并篩選出有利于各向同性化的穩(wěn)定化處理工藝。
　　研究了退火處理對其尺寸穩(wěn)定性各向異性的影響。透射觀察發(fā)現(xiàn)2024經(jīng)退火處理后,合金中的微觀組織存在大量大小不一、分布不均勻棒狀未溶S相。小變形抗力測試結果表明,其小變形抗力各向異性指數(shù)0.010.01/T.D R.Ds s為0.95,接近1,說明退火處理可以消除板材小變形抗力的各向異性。尺寸變化實時檢測結果表明,板材尺

3、寸隨循環(huán)次數(shù)增加而減小,其尺寸變化各向異性指數(shù)D值為1.68,說明在變溫條件下,退火處理不能降低板材尺寸變化各向異性。
　　研究了時效時間對其尺寸穩(wěn)定性各向異性的影響。透射觀察發(fā)現(xiàn)隨著時效時間的延長,片層狀 S'相析出越來越充分,且析出具有方向性。小變形抗力測試表明,隨時效時間的增加,0.010.01/T.D R.Ds s與1的差值增大(雙級時效0.010.01/T.D R.Ds s為0.97,時效4h為0.92,時效10h為1.

4、18),小變形抗力各向同性化效果變差。尺寸變化實時檢測表明,尺寸隨循環(huán)次數(shù)增加而增大。此外,隨著時效時間的延長,尺寸變化各向異性指數(shù)變大。其中,雙級時效各向同性化效果最佳(D值為0.46),而時效10h各向同性化效果最差(D值為0.83)。
　　將板材進行了TCC與A+TCC兩類冷熱循環(huán)處理,透射觀察發(fā)現(xiàn)冷熱循環(huán)工藝促進了合金的時效析出。小變形抗力測試結果表明,冷熱循環(huán)工藝提高了板材的小變形抗力。小變形抗力各向同性化效果較佳的工藝

5、為TCC(-196℃)、A+TCC(-196℃)(0.010.01/T.D R.Ds s值分別為1.16、1.07)。尺寸變化實時檢測結果表明,板材尺寸隨循環(huán)次數(shù)增加而減小。尺寸變化各向同性化效果較佳的工藝為TCC(-196℃)、A+TCC(-196℃)(D值分別為0.87、0.63)。根據(jù)對所有的處理工藝分析得出本文最優(yōu)穩(wěn)定化處理工藝為A+TCC(-196℃)。
　　本文中板材尺寸穩(wěn)定性各向異性的影響因素包括:析出相 S'形態(tài)與