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隔热断桥铝型材之多级多相强韧化的研究

作者:山东欧维盾新材料科技有限公司  时间:2020-08-29 15:44:37 点击数:

铝合金热处理状态我国掌握了70余种,而国外已发展到300余种,有项目拟通过研究强化固溶,强化时效中析出相的形成与演变,同时研究多重析出相的强韧化机理,在热处理方法上瞄准705-T77性能指标,开发具有知识产权的热处理工艺,整体提高隔热断桥铝型材的韧性,目前取得一系列新认识,并阐明了铝合金微观损坏机理,建立时效强化模型、断裂延性和断裂韧性模型;初步查清了合金成分、微观组织状态与其宏观断裂力学性能间的多元关系,揭开了裂纹萌生与扩展机理,格外是多重析出相性态在上述关系中的作用及其规律性:

一、铝合金时效强化规律:

时效相的尺寸变化与时效时间的平方根成线性单调递增关系,时效温度越高其尺寸增长速率越大;析出相密度显明受时效参数的影响,在适当的时效时间下可获得越大密度值,而降低时效温度则可使较大密度值剧增;析出相体积分数(V)变化曲线的形状与时效温度无关,只取决于合金成分和时效时间;结晶相无强化作用。合适的时效时间可以得到越大的屈服强度值,且此较大值随着时效温度的升高而降低,随合金溶质含量的增加而增加。

隔热断桥铝型材的断裂延性依赖于其中粗大结晶相的存在,并随其体积分数的增加呈先是显明、后是平缓的降低趋势;结晶相长径比越大,其延性越低。沉淀相和析出相体积分数的增加意味着结晶相体积分数的减少,进而可适当提高合金的延性;当进一步给定结晶相体积分数时,时效相分数减少/沉淀相分数增加可使合金强度下降,延性上升,即时效相作用大于沉淀相的作用。

合金的时效强化过程中,在欠时效阶段时效相分数和尺寸逐渐增加,间距减小;在过时效阶段时效相分数固定,而其尺寸与间距均增加,导致合金延性先行下降,到峰值时效为较小值然后逐步回升。

二、断裂韧性与结晶相体积分数之依赖关系类似于合金延性,其变化幅度亦近于断裂延性的;两者在时效过程中的变化趋势也是相同的;与断裂延性不同,合金断裂韧性与结晶相体积分数的相关性,依赖于结晶相所在的位置,即晶内或晶界。当结晶相多处于晶界时,合金断裂韧性显明低于相应晶内的,同时其对沉淀相/析出相之依赖性小于前者。

目前正将上述隔热断桥铝型材固态转化的基础研究集中于开发和建立7055-T77热处理整个过程的工艺规律。

关键词: 隔热断桥铝型材