變形變熱處理形次數對LC4-T5鋁合金組織性能的影響

鋁加工工藝方法主要有：回歸再時效和形變熱處理。雖然經過時效處理可顯著提高硬度或強度，改善應力腐蝕敏感性，但同時也使合金的強度比時效峰狀態有所降低，因此，不能充分發揮材料的性能潛力。形變熱處理可提高高強鋁合金的強度，對鋁合金形變熱處理的研究，多限于其最終性能，但對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。本文通過對形變熱處理LC4合金組織和性能的系統研究，進一步分析了變形次數對形變熱處理造成的組織變化和性能影響的規律和機制，為擬定LC4合金的最佳形變熱處理規范提供了依據。

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

隨著變形次數的增加，晶粒得到細化，第二相析出明顯。會使T5態LC4合金強度、硬度得到增加。時效過程中，合金有顯著的時效強化特性，合金的強化機理主要為沉淀強化，強化相為GP區和η′(MgZn2)相。形變熱處理可以顯著提高材料時效后的硬度、強度。