固液两相区等温热处理及压缩变形对2024铝合金组织性能的影响

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半固态成形技术是一种先进成形技术,具有明显区别于传统固态塑性成形和液态成形的优点,而传统挤压工艺在挤压高强铝合金时,具有效率低,变形抗力大等缺点,因此可采用半固态挤压工艺来优化高强铝合金的挤压工艺。固液两相区等温热处理方法应用于半固态挤压可省去半固态坯料制备和二次加热的环节,缩短工艺流程。具体研究内容包括:(1)研究固液两相区等温热处理过程中2024铝合金组织的演变规律以及合金中相和元素的变化。(2)探究固液两相区2024铝合金等温压缩过程中压缩应变力学行为以及微观组织变化规律。研究结果表明:(1)在固液两相区等温热处理时随着温度的升高,晶粒的球化进程加快,液相率增大速度也增加,保温温度相同时,随着保温时间延长,晶粒发生球化以及合并长大现象,液相率增大速度降低。(2)在固液两相区等温热处理非枝晶转变过程中,2024铝合金中主要共晶相种类不变化,仍是Al2Cu相和Al2CuMg相,随着温度增加,Al2Cu相增加Al2C uMg相减少。当达到595℃保温5min时,Al2CuMg相几乎消失,随着等温热处理温度的升高,2024铝合金晶内Cu、Mg、Al元素会分布更均匀,偏析逐渐消失,但是晶界处随着液相的增加,Cu、Mg、Al偏析反而会更严重。(3)2024铝合金在固液相相区等温热处理压缩变形中,当变形温度相同时,合金变形抗力随着压缩速率的降低而增加,当压缩速率相同时,合金变形抗力随着温度的增加而下降,尤其在达到固相线以上时,应力会明显下降。(4)在半固态状态下压缩变形时,2024铝合金主要是固相骨架的破碎、液相的流动以及固相颗粒的滑动转动和变形。在半固态状态下,随着压缩温度升高,2024铝合金试样芯部晶粒变形程度越小,沿着垂直压缩方向组织流变越均匀。
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