變形變熱處理形次數(shù)對(duì)LC4-T5鋁合金組織性能的影響

鋁加工工藝方法主要有：回歸再時(shí)效和形變熱處理。雖然經(jīng)過時(shí)效處理可顯著提高硬度或強(qiáng)度，改善應(yīng)力腐蝕敏感性，但同時(shí)也使合金的強(qiáng)度比時(shí)效峰狀態(tài)有所降低，因此，不能充分發(fā)揮材料的性能潛力。形變熱處理可提高高強(qiáng)鋁合金的強(qiáng)度，對(duì)鋁合金形變熱處理的研究，多限于其最終性能，但對(duì)于合金在形變熱處理各工藝階段的組織性能變化研究尚少。本文通過對(duì)形變熱處理LC4合金組織和性能的系統(tǒng)研究，進(jìn)一步分析了變形次數(shù)對(duì)形變熱處理造成的組織變化和性能影響的規(guī)律和機(jī)制，為擬定LC4合金的最佳形變熱處理規(guī)范提供了依據(jù)。

實(shí)驗(yàn)用LC4鋁合金冷軋鋼板的主要化學(xué)成分如表1所示。其主要的相組成為η(MgZn2)相、T(A12Mg3Zn3)相和S(CuMgAl2)相，其中主要強(qiáng)化相為η相和T相。試樣的尺寸為50mm×50mm×25mm。LC4錘鍛時(shí)允許變形程度不得超過60%，而在液壓機(jī)上鍛造時(shí)，允許變形量65%～85%。本實(shí)驗(yàn)在6300kN液壓機(jī)上進(jìn)行，變形程度取到80%。試樣的數(shù)量及變形尺寸根據(jù)變形次數(shù)選擇4塊試樣，在中溫回火爐中進(jìn)行350℃的加熱處理，當(dāng)達(dá)到此溫度時(shí)，進(jìn)行30min的保溫，使其組織更均勻，保溫處理后在此溫度下進(jìn)行變形，分別進(jìn)行不同的變形量(80%)，變形尺寸見表2(以25mm為據(jù))。將試樣放進(jìn)熱處理爐中隨爐加熱，進(jìn)行人工時(shí)效，時(shí)效溫度為135～140℃，時(shí)效時(shí)間為16h。時(shí)效完成后進(jìn)行空冷，使試樣進(jìn)行自然冷卻。對(duì)試樣進(jìn)行顯微硬度測試；試樣經(jīng)磨平、拋光后，并用混合酸溶液浸蝕后，采用金相顯微鏡對(duì)LC4鋁合金T5(熱加工＋人工時(shí)效)處理后的顯微組織進(jìn)行觀察。

隨著變形次數(shù)的增加，晶粒得到細(xì)化，第二相析出明顯。會(huì)使T5態(tài)LC4合金強(qiáng)度、硬度得到增加。時(shí)效過程中，合金有顯著的時(shí)效強(qiáng)化特性，合金的強(qiáng)化機(jī)理主要為沉淀強(qiáng)化，強(qiáng)化相為GP區(qū)和η′(MgZn2)相。形變熱處理可以顯著提高材料時(shí)效后的硬度、強(qiáng)度。