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Cu和Mg是2024鋁合金中主要的合金元素。據(jù)一些文獻(xiàn)的綜合數(shù)據(jù)，銅和鎂在鋁中的共同溶解度約為5％。因此，在2024鋁合金中淬火以后，有一定的數(shù)量的銅、鎂不是存在于固溶體中，而是存在于CuAl2和Al2CuMg金屬間相內(nèi)。這樣，一方面起固溶強化的作用，另一方面有沉淀強化的作用。
2024鋁合金在淬火自然時效狀態(tài)下有滿意的抗腐蝕性，此時合金元素固溶于鋁中或僅出現(xiàn)G.P.區(qū)，尚無第二相析出，腐蝕情況表現(xiàn)為全面腐蝕。如果自然時效后的材料在使用過程中受熱，或人工時效后晶間出現(xiàn)θ相或者S相，或淬火轉(zhuǎn)移時間長或冷卻速度小，導(dǎo)致θ相和S相析出，造成晶界附近出現(xiàn)貧銅帶，則會引起晶間腐蝕。
1.2.12024鋁合金的成分和組成…………………………………………………1
1.2.22024鋁合金的性能…………………………………………………………2
1.2.3 2024鋁合金的應(yīng)用…………………………………………………………2
第二章實驗方法……………………………………………………………………………3
2.1實驗材料及設(shè)備……………………………………………………………………3
2.1.1實驗材料………………………………………………………………………3
2.1.2實驗設(shè)備………………………………………………………………………3
2.2 實驗原理及實驗方法………………………………………………………………3
2.2.1實驗原理………………………………………………………………………3
4.通過對固溶后再經(jīng)人工時效后的對材料硬度進行測定，確定固溶處理的各項最佳參數(shù)。
2.2.2實驗方法………………………………………………………………………4
第三章實驗結(jié)果及分析……………………………………………………………………6
3.1固溶對2024鋁合金硬度的影響……………………………………………………6
3.1.1固溶溫度對2024鋁合金硬度的影響………………………………………6
見表24表24測定最佳轉(zhuǎn)移時間編號加熱溫度保溫時間min轉(zhuǎn)移時間s102030時效后分別測定每個工件的顯微硬度根據(jù)硬度的測定結(jié)果確定最佳轉(zhuǎn)移時間t第三章結(jié)果分析31固溶對2024鋁合金人工時效后硬度的影響311固溶溫度對2024鋁合金時效后硬度的影響31固溶溫度對2024鋁合金硬度的影響編號加熱溫度保溫時間min轉(zhuǎn)移時間7215081487由測定的維氏硬度結(jié)果可知采用510固溶時時效后的硬度最高表明溫度下固溶后化合物相溶解相對較完全因此采用510固溶效果最佳
3.2.2固溶后顯微組織分析…………………………………………………………8
第四章 結(jié)論 ………………………………………………………………………………10
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………11
鋁合金是工業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一類有色金屬結(jié)構(gòu)材料，在航空、航天、汽車、機械制造、船舶及化學(xué)工業(yè)中已大量應(yīng)用。隨著近年來科學(xué)技術(shù)以及工業(yè)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)件的需求日益增多，使鋁合金的焊接性研究也隨之深入。鋁合金的廣泛應(yīng)用促進了鋁合金焊接技術(shù)的發(fā)展，同時焊接技術(shù)的發(fā)展又拓展了鋁合金的應(yīng)用領(lǐng)域，因此鋁合金的焊接技術(shù)正成為研究的熱點之一。
鑄造鋁合金按化學(xué)成分可分為鋁硅合金，鋁銅合金，鋁鎂合金，鋁鋅合金和鋁稀土合金，其中鋁硅合金又有簡單鋁硅合金（不能熱處理強化，力學(xué)性能較低，鑄造性能好），特殊鋁硅合金（可熱處理強化，力學(xué)性能較高，鑄造性能良好）。
2024鋁合金化學(xué)成分見表1-1.2024鋁合金除了Al外，Cu，Mg是主要成分，其次，2024鋁合金中還包含少量的Mn，F(xiàn)e，Si等成分。
本試驗優(yōu)化了2024鋁合金的熱處理工藝，由顯微硬度試驗結(jié)果表明，固溶處理工藝參數(shù)中，固溶溫度、固溶時間、轉(zhuǎn)移時間對材料力學(xué)性能的影響顯著。各影響因子對硬度影響由強到弱的順序為：固溶溫度，固溶時間,轉(zhuǎn)移時間。通過研究不同熱處理工藝下合金性能并分析微觀組織，發(fā)現(xiàn)固溶溫度的提升有利于α固溶體均勻性和過飽和度的提高，為以后的時效過程奠定良好的基礎(chǔ)。最佳固溶處理工藝應(yīng)為510℃固溶、保溫40min、轉(zhuǎn)移時間10s。
鋁合金密度低，但強度比較高，接近或超過優(yōu)質(zhì)鋼，塑形好，可加工成各種型材，具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和抗蝕性，工業(yè)上廣泛使用，使用量僅次于鋼【1】。
鋁合金按加工方法可以分為形變鋁合金和鑄造鋁合金。形變鋁合金又分為不可熱處理強化型鋁合金和可熱處理強化型鋁合金。不可熱處理強化型不能通過熱處理來提高機械性能，只能通過冷加工變形來實現(xiàn)強化，它主要包括高純鋁、工業(yè)高純鋁、工業(yè)純鋁以及防銹鋁等。可熱處理強化型鋁合金可以通過淬火和時效等熱處理手段來提高機械性能，它可分為硬鋁、鍛鋁、超硬鋁和特殊鋁合金等【2】。
人工時效進行預(yù)變形，可以改善2024合金的抗蝕性，工業(yè)上最常用的是包鋁來保護，因為純鋁對于2024合金基體為陽極，所以保護作用可靠，包鋁層的純度應(yīng)在99.5％以上。
為保證合金的抗蝕性和力學(xué)性能，熱處理時必須嚴(yán)格控制固溶處理溫度，不允許過燒，淬火轉(zhuǎn)移時間不得超過30S，淬火冷卻速度不得低于50℃/S。
3.1.2保溫時間對2024鋁合金硬度的影響 ………………………………………7
3.2.3轉(zhuǎn)移時間對2024鋁合金硬度的影響………………………………………7
3.2固溶對2024鋁合金微觀組織的影響………………………………………………7
3.2.1固溶前顯微組織分析…………………………………………………………8
第一章緒論…………………………………………………………………………………1
1.22024鋁合金的主要性質(zhì)及應(yīng)用……………………………………………1
2024鋁合金固溶處理后，經(jīng)自然時效或人工時效具有較高的強度，是國內(nèi)外使用最廣泛的變形鋁合金。作為硬鋁的一種，具有良好的成形能力和機械加工性能。2024鋁合金其強度高、比重低，被廣泛應(yīng)用在航空、航天、雷達(dá)等工業(yè)部門，是航空工業(yè)中使用最廣泛的鋁合金。
據(jù)文獻(xiàn)道，長征一號、長征二號、長征三號、長征四號運載火箭一級子結(jié)構(gòu)的箱間段、燃料箱后過渡段、尾段均為辦硬殼結(jié)構(gòu)，材料都是LY12鋁合金；二級子結(jié)構(gòu)的儀器艙殼體、尾段殼體材料為LY12鋁合金；三級子結(jié)構(gòu)的支架、轉(zhuǎn)接錐材料為LY12鋁合金，整流罩的下部殼體為LY12鋁合金。另外，60年代初，我國用LY12ZC鋁合金做船體，也成批建造了水翼快艇。我國建造的導(dǎo)彈快艇，其上層結(jié)構(gòu)、周壁、發(fā)射筒、發(fā)射架外罩和炮座都用了LY12CZ鋁合金。同時，由于LY12鋁合金切削性能優(yōu)良，所以被廣泛地應(yīng)用與管棒結(jié)構(gòu)。
[2]王祝堂，田榮璋。鋁合金及加工手冊[M].長沙；中南大學(xué)出版社，1988，98-222。
[3]張寶昌，有色合金及其熱處理[M]，西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1993，3-10。
[4] 《鋁合金熱處理》編寫組，鋁合金熱處理[M]，北京：冶金工業(yè)出版社，1972，65-69
摘要：2024鋁合金屬于Al-Cu-Mg系的高強度低比重變形鋁合金，在航空、航天部門和其他軍工品上應(yīng)用十分廣泛。本課題通過一系列試驗和研究，探討了固溶的溫度、固溶時間及轉(zhuǎn)移時間對2024鋁合金力學(xué)性能及微觀組織的影響，并測定出其最佳的固溶處理工藝參數(shù)。
使用不同的熱處理參數(shù)對2024Hale Waihona Puke Baidu合金進行固溶處理，通過測定固溶后材料的硬度來確定最佳固溶溫度，保溫時間及轉(zhuǎn)移時間。
