高應(yīng)變速率沖擊下2A02合金的組織演變及耐蝕性能研究.pdf

1、2A02合金由于具有較高的熱強(qiáng)性，較高的強(qiáng)度，以及良好的切削加工性能，目前廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片等航空部件。但和大部分硬鋁合金一樣，在實(shí)際應(yīng)用中，由于惡劣的工作環(huán)境，一些使用2A02合金的航空部件經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題，嚴(yán)重影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。這就要求該合金不僅要具有良好的力學(xué)性能，而且也必須有良好的抗腐蝕性能。激光沖擊強(qiáng)化是一種利用強(qiáng)激光誘導(dǎo)沖擊波來(lái)對(duì)金屬表面進(jìn)行改性，從而提高材料表面的硬度、耐磨性、耐蝕性等綜合性能的技術(shù)，已廣

2、泛應(yīng)用于材料表面改性的研究。
　　本文通過(guò)研究激光沖擊前后及沖擊次數(shù)對(duì)2A02合金的顯微組織及相應(yīng)的機(jī)械性能和耐蝕性能的影響為提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的使用壽命探索一條新的途徑。分別對(duì)2A02鋁合金進(jìn)行固溶時(shí)效處理和不同時(shí)效態(tài)的單次激光沖擊強(qiáng)化處理，分別研究不同時(shí)效態(tài)和激光沖擊強(qiáng)化后合金的顯微組織、力學(xué)性能和耐蝕性能。結(jié)果表明：時(shí)效后合金的析出相主要有θ(CuAl2)和 S(Al2CuMg)，沿著晶界析出的析出相主要為θ(CuAl2

3、)，沿著晶內(nèi)析出的析出相主要為 S(Al2CuMg)；在耐蝕性方面，從合金的自腐蝕電位和晶間腐蝕形貌可以看出，經(jīng)雙級(jí)時(shí)效(120℃/8h+160℃/6h)處理的合金耐蝕性能最好；單次激光沖擊后，合金表面晶粒得到細(xì)化，形成的亞晶粒的尺寸在300nm-500nm之間，不同時(shí)效態(tài)的顯微硬度均得到提高，其中120℃/8h+160℃/6h時(shí)效態(tài)合金的顯微硬度由原來(lái)的136HV增大到179HV，增幅最大；合金表面均產(chǎn)生不同程度的殘余壓應(yīng)力，其中12

4、0℃/8h+160℃/6h時(shí)效態(tài)為-92MPa，殘余壓應(yīng)力值最大；與激光沖擊前相比，合金各時(shí)效態(tài)的自腐蝕電位的均正移，耐腐蝕能力得到增強(qiáng)，但沖擊后各個(gè)時(shí)效態(tài)的自腐蝕電位基本一樣，差別不大。對(duì)經(jīng)120℃/8h+160℃/6h時(shí)效處理的2A02鋁合金進(jìn)行不同次數(shù)的激光沖擊強(qiáng)化，研究激光沖擊次數(shù)對(duì)合金的顯微組織、力學(xué)性能和耐蝕性能的影響。結(jié)果表明：隨著激光沖擊次數(shù)的增多，合金的晶粒得到進(jìn)一步細(xì)化，合金的顯微硬度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率均得