论文摘要
在2024铝合金的基础上发展的2124铝合金不仅保持了2024合金的强度,而且还具有较强的断裂韧性、疲劳性能、较高的拉伸屈服强度、压缩屈服强度和抗应力腐蚀性能等优良的综合性能,特别适用于适合制造在中温下要求对高强度和高稳定性有高要求的部位零件,在航空航天等领域具有广泛的应用前景。2124铝合金作为一种可沉淀强化材料,热处理制度的选择对其应用有着重要的影响。研究其淬透性及进行时效工艺优化具有重要的工业应用价值。本文采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电导仪等多种分析测试技术研究了2124铝合金热轧厚板的末端淬火行为以及其在不同时效工艺下组织和力学性能演化。结果表明：(1)喷嘴直径一定时,总喷水量越大,2124铝合金末端淬火后的硬度越高。在本实验条件下,喷嘴直径为5 mm,总喷水量为105.6 L时,沿侧向取试样的整条淬透性曲线都在其余曲线上方。(2)材料的组织显著影响试样在末端淬火后的力学性能。由于侧向试样的组织沿着冷却方向较厚向试样组织均匀,从而使末端淬火后2124铝合金沿横向的硬度分布比沿厚向更为均匀。(3)随着距淬火端面距离的增加,试样的冷却速度逐渐降低,这将导致试样淬火过程中平衡相析出的数量增大,这是造成2124铝合金性能下降的主要原因。(4)基体组织中析出相形貌、尺寸、密度显著影响时效后材料的力学性能。本实验条件下,最优的时效制度为180℃/20h。(5)时效前进行预拉伸变形可提高2124铝合金时效后抗拉强度和屈服强度,并且预变形量越大,强度提高的越明显。合金经5%的预拉伸后σb和σ0.2分别由395.19 MPa和346.44 MPa提高到了496.57 MPa和481.65 MPa,但伸长率由16.09%下降到了仅3.25%。时效前进行预轧制变形不仅可以显著提高合金力学性能的情况下,同时大大缩短时效时达到强度峰值的时间。