高强度铝合金压力加工及热处理强化的研究(5)
(2) 终轧温度
塑性图不能反映出热轧终了时金属的组织与性能。因此，还必须依据第二类再结晶图确定热粗轧终了温度。终轧温度要保证产品所要求的性能和晶粒度。终轧温度过高，晶粒粗大，不能满足性能要求，而且连续冷轧会产生轧件表面桔皮和麻点等缺陷，当冷轧变形量较小时，还难以消除。终轧温度过低会引起金属加工硬化，能耗增加，再结晶不完全导致晶粒大小不均及性能差。终轧温度还取决于相变温度，相变温度以下，将有第二相析出，其影响由第二相的性质决定。一般会造成组织不均，降低合金塑性，造成裂纹以至开裂。终轧温度一般取相变温度以上20-30℃；无相变的合金，终轧温度一般取合金熔点的65%-70%左右。
(3) 轧制速度
粗轧各道次的轧制速度遵循低速咬入，高速稳定轧制，低速抛出的基本规律。同时还要遵循“高温低速、低温高速”的原则。确定连轧速度主要考虑以下两个因素：确定连轧速度时必须考虑机架间的秒流量和机架间的张力，各个连轧机架的速度必须匹配；确定连轧速度时必须考虑轧件的终轧温度，通常根据速度和温度之间的关系来确定。
(4) 压下制度
制订压下制度时，主要考虑金属的塑性、轧制工艺条件及设备能力。不论是热粗轧还是热连轧，在分配道次压下量时，都要受到主电机能力、轧辊强度条件、咬入条件以及金属塑性四个条件的约束。
1.5 热处理对Al-Cu合金组织和性能的影响
1.5.1铝合金的强化机理
铝合金的强化方法较多，目前常用的是增加晶体缺陷法。具体可以分为固溶强化、弥散强化、沉淀强化、过剩相强化、加工硬化和复合强化[34,35]，如下：
(1) 固溶强化
铝合金中的合金元素由于温度升高而固溶到铝基体中形成固溶体后，铝合金的强度和硬度（一般情况下）会得到提高，这种现象称为固溶强化。固溶强化的机理是合金元素溶入铝基体后，铝基体的位错密度将会增大，同时晶格发生畸变。此时位错周围的应力场与畸变产生的应力场将相互发生作用使合金元素的原子聚集到位错线附近，形成Cottrell气团。由于气团对位错有钉扎作用，所以它位错运动起阻碍作用，从而使铝合金的机械性能有很大提高。
(2) 弥散强化
通过物理和化学的方法在铝基体中引入第二相，同时第二相与铝基体保持非共格界面并且第二相在铝基体中弥散分布，这样产生的强化现象称为弥散强化。由于弥散的第二相质点硬度较高、颗粒细小，因此可以阻碍位错的运动。弥散强化的强化效果取决于弥散质点的分布情况，弥散物越密集，铝合金的强化效果越好。
(3) 沉淀强化
从过饱和固溶体中析出稳定的第二相，形成溶质原子富集(GP)区的过程被称为沉淀过程，析出的沉淀物产生的强化现象就是沉淀强化，此过程将在铝合金时效部分详细介绍。沉淀强化的效果取决于合金的成分、过饱和固溶体的过饱和度、沉淀相的本性和分布等因素。
(4) 过剩相强化
过量的合金元素加入铝基体后，除一部分溶入基体还有一部分不能溶入，这部分合金将产生过剩相。过剩相对铝合金产生的强化作用，称为过剩相强化，它的强化效果与过剩相密切相关。过剩相的强、硬度越高，分布越弥散，其强化效果越好。但它的尺寸不能过大，含量不能过高，否则合金会变脆、并且力学性能下降。
(5) 加工硬化
加工硬化现象就是通过塑性变形使铝合金的机械性能提高，它的处理手段有锻造、轧制等。加工硬化的微观机制是铝合金经冷变形后位错密度显著提高，位错之间相互缠结达到阻碍滑移的作用，因而合金的力学性能显著提高，但同时合金的塑性会大大降低。