高强度铝合金压力加工及热处理强化的研究(2)
3.1拉伸强度分析 17
3.1.1试样的制备工艺与操作 17
3.1.2 抗拉强度数据处理与讨论 18
3.2热处理对轧板组织和性能的影响 19
3.3金相观察 22
3.3.1概述 22
3.3.2试样的制备 22
3.3.3金相观察及讨论 22
4 研究结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 绪论
1.1 本课题的研究目的和意义
本课题以贵州铝厂最新开发的一种高强Al-Cu合金（以下简称 贵铝高强铝）为研究对象，其潜在应用对象是汽车和航空航天用铝合金结构件。因此，研究此种铝合金的成型和强化工艺，不但能达到稳定质量和优化工艺的目的，而且对未来汽车工业及航空工业用型材的发展具有重要意义。
本研究的主要目的是研究热加工工艺对贵铝高强铝合金组织和性能的影响，拟对此合金进行热变形（主要是热轧）和热处理两种加工手段，利用多种实验方法定性、定量的分析出此合金在不同处理状态下的微观组织特征及力学性能指标，从而建立加工手段对合金组织和力学性能的影响关系，进而通过控制微观组织状态，达到改善材料力学性能的目的。最终，探索出此合金的最佳热加工强化工艺。
1.2 本课题的研究内容
本研究以贵州铝厂最新开发的一种新型高强Al-Cu合金为研究对象，以热加工为研究主线，探索了贵铝高强铝的最佳热处理工艺、热轧工艺以及热成型工艺。并开展了以下研究工作：
(1) 合金铸态组织和基本性能的研究。
(2) 轧制工艺对合金组织和性能的影响。
(3) 热处理工艺对合金组织和性能的影响。
(4) 热处理对轧板的组织和力学性能的影响。
1.3 文献综述
1.4 铝合金热轧技术的研究现状
1.4.1 铝合金轧制技术及其分类
铝合金的轧制是指通过轧辊与轧件的相互力学作用把铝合金轧件拖入两辊之间，再经压缩使轧件产生塑性变形的过程。轧制处理不但能改变铝合金的尺寸和形状，还能改善合金组织和力学性能[23,24]。
按轧制过程中合金的加热状态可以将铝合金轧制分为冷轧和热轧两种。对于铝合金铸锭一般选用热轧开坯，然后再进行下一道工序。热轧是指金属在再结晶温度以上进行的轧制，金属在高温条件下有较好的塑性，这时对金属进行轧制可以提高加工率和成品率。对铝及铝合金来说，热轧温度一般在300℃以上，但最高不能超过550℃。
按轧制坯料的供应方式可以将铝合金轧制分为铸锭轧制法、连续铸轧和连铸连轧三类。其中，铸锭轧制法是铝合金板带的传统轧制方法，采用此方法前一半工序选用热轧进行开坯，然后再进行下道工序加工。热轧产品的组织和性能与热轧过程中组织变化密切相关，因此，了解轧制过程的组织变化对控制轧制产品的组织性能有重要作用。
1.4.2 热轧过程中的动态变化
热轧过程中轧辊对铝合金进行压制变形，经压制变形后合金组织会发生动态复原（回复），由于热轧过程是在再结晶温度以上进行的，所以铝合金也会发生动态再结晶变化。
（1） 动态回复
铝合金在热轧过程中非常容易形成多边化的亚晶结构，发生动态回复( Dynamic Restoration )。这种多边化亚结构的形成与空位的迁移和位错的攀移有关，在应变硬化的初始阶段位错以规则的缠结或以亚晶界的形式聚集。在热轧过程中形成稳定的等轴亚晶粒，并且通过稳态形变（温度、应变速度、应力不变）保持下来，亚晶粒的尺寸和位错密度不发生变化[25]。亚结构的尺寸受变形温度和应变速率的影响，随变形温度或应变速率的降低，稳态亚晶粒开始长大，缺陷逐渐减少，这是因为在高温和低应变速率时，位错容易发生交滑移与攀移，致使位错增殖速度降低、亚结构增大，亚结构内部和边界的位错密度很低，且排列整齐。亚晶粒直径(ds)与应变速率和温度 T (K)的关系为：