2099型鋁鋰合金的微合金化與性能初步研究.pdf

1、在當今世界最先進的鋁鋰合金中,2099鋁鋰合金具有最低的各向異性、最高的減重效果,同時還具有良好的抗腐蝕性、熱暴露穩(wěn)定性,以及杰出的耐超低溫性能等,是現(xiàn)代航空航天、武器裝備非常重要的結(jié)構(gòu)材料,其相關(guān)研究技術(shù)資料處于高度保密狀態(tài)。本文針對2099型鋁鋰合金的成分設(shè)計、微合金化(Sr、Sc)、合金制備、后續(xù)熱鍛壓加工以及熱處理工藝等進行研究探索,對其組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、抗腐蝕性能等進行了研究。所取得的創(chuàng)新成果如下:
　　 鍶微合金化

2、高鋅2099型鋁鋰合金(Al-2.52Cu-1.87Li-1.19Zn-0.497Mg-0.309Mn-0.0825Zr-0.0605Sr,簡稱為2099-Sr合金)在HT1(固溶540℃×2 h+時效121℃×14 h+151℃×48 h)和HT2(固溶540℃×2 h+550℃×2.67 h+時效121℃×14h+151℃×48 h)兩種熱處理制度下,其硬度分別達到162.7 HV、154.1 HV。其抗晶間腐蝕等級分別為接近3級和

3、4級；其抗剝落腐蝕等級分別為EA和PC。硬度、抗腐蝕性能完全超過2024-T6鋁合金。與HT1態(tài)合金相比,HT2態(tài)合金硬度降低主要源自于位錯密度的降低；抗晶間腐蝕性能的下降主要是由于晶粒長大,而抗剝落腐蝕性能的提高則主要可能源自于晶粒等軸性的提高。
　　 鈧和鍶復(fù)合微合金化的高鋅2099型鋁鋰合金(Al-2.57Cu-1.86Li-1.31Zn-0.420Mg-0.321Mn-0.0735Zr-0.0943Sr-0.0433Sc

4、簡稱為2099-Sr-Sc合金)在HT1和HT2、HT3(固溶540℃×2 h+T6時效121℃×24h-163℃×72 h)、HT4(固溶540℃×2h+T8時效96℃×48h-149℃×24h)下的硬度值分別為174.6 HV、163.3 HV、169.2 HV、173.7 HV。其抗剝落腐蝕等級分別為PC、EC、EA、EB。2099-Sr-Sc合金在HT1和HT2狀態(tài)下的晶間腐蝕等級均接近3級。與2099-Sr HT1合金相比,2

5、099-Sr-Sc HT1合金晶粒尺寸要細小得多,證明Sc的微合金化的確起到了細化晶粒、抑制晶粒長大的作用,但抗晶間腐蝕性能并沒有得到改善,說明晶間腐蝕性能除與晶粒尺寸有關(guān)外還與其他因素有關(guān)。
　　 研究了2099型鋁鋰合金的真空重熔及其在T83(預(yù)壓縮變形3％～4％+時效96℃×48h-149℃×24h)時效狀態(tài)下的硬度、拉伸性能和抗腐蝕性能。合金的硬度為113.4～136.7 HV,導(dǎo)電率29.31～34.48％,抗拉強度2