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多阶段多相强韧化隔热断桥铝型材的研究

作者:山东欧维盾新材料科技有限公司  时间:2021-12-10 14:40:30 点击数:

我国已掌握铝合金热处理状态70多种,国外已开发出300多种,针对705-t77热处理方法性能指标,通过研究固溶强化和时效强化过程中析出物的形成和演化,研究多种析出物的强韧化机理,开发具有知识产权的热处理工艺,目前,人们对整体提高隔热断桥铝型材的韧性有了一系列新的认识,阐明了铝合金的微观损伤机理,建立了时效强化模型、断裂韧性和断裂韧性模型;初步查明了合金成分、显微组织状态与其宏观断裂力学性能之间的多元关系,揭示了裂纹萌生和扩展机理,特别是多重析出相性能在上述关系中的作用和规律:

1、铝合金时效强化规律:

时效相的尺寸变化随时效时间的平方根线性单调增加。时效温度越高,晶粒长大速率越大;时效参数对析出相密度有明显影响。适当的时效时间可以获得较大的密度,降低时效温度可以大幅度提高密度;析出相体积分数(V)变化曲线的形状与时效温度无关,仅与合金成分和时效时间有关;结晶相没有强化作用。适当的时效时间可以获得较大的屈服强度,该较大值随时效温度的升高而减小,随溶质含量的增加而增大。

隔热断桥铝型材的断裂韧性取决于粗晶相的存在,并随其体积分数的增加而逐渐降低;晶相长径比越大,其塑性越低。析出相体积分数和析出相体积分数的增加意味着晶相体积分数的减少,这可以适当地提高合金的塑性;当晶态相的体积分数进一步给定时,时效相分数的降低/析出相分数的增加可以降低合金的强度,提高合金的塑性,且时效相的影响大于析出相的影响。

时效强化过程中,欠时效阶段时效相分数和尺寸逐渐增大,间距减小;在过时效阶段,时效相分数固定,其尺寸和间距增大,导致合金塑性先降低,峰值时效较小,然后逐渐升高。

2、断裂韧性对晶相体积分数的依赖性与合金塑性相似,其变化范围与断裂塑性相近;两者在老化过程中的变化趋势也是相同的;与断裂韧性不同,断裂韧性与晶相体积分数之间的相关性取决于晶相的位置,即晶内或晶界。当晶相主要位于晶界时,合金的断裂韧性显著低于相应晶体中的断裂韧性,且其对析出物/析出物的依赖性小于前者。

目前,对上述隔热断桥铝型材固态转变的基础研究主要集中在开发和建立7055-t77热处理全过程的工艺规律上。

关键词: 隔热断桥铝型材