2024鋁合金的蠕變時效特性研究.pdf

1、隨著現代航天航空裝備不斷趨向輕量化、長壽命、高可靠性，服役性能趨于極端化。發(fā)展制造大型復雜輕合金整體構件是實現空、天裝備性能跨越的基本技術路線之一，其中蠕變時效成形是實現大型薄壁結構件制造的有效方法。本文針對我國蠕變時效成形技術水平較低、基礎理論還相當薄弱的現狀，以實現大型薄壁構件的高品質制造為目的，研究了航空機翼壁板材料2024鋁合金的蠕變時效特性。
　　通過蠕變實驗，獲得了蠕變時效工藝參數對2024鋁合金蠕變特性的影響規(guī)律，并

2、建立了該材料的冪律關系和Theta本構模型。結果表明:2024鋁合金在時效溫度(423-473K)和蠕變應力(185-225MPa)條件下的蠕變變形機制為位錯粘滯運動，其蠕變應變隨時效溫度的升高或蠕變應力的增大而增加。
　　通過光學顯微鏡、掃描電鏡(SEM)和透射電鏡(TEM)等進行大量試驗，研究了蠕變時效工藝對2024鋁合金微觀組織的影響規(guī)律。結果表明:(1)時效溫度和外加應力形成的熱力耦合場會促進α'→G.P.B→S→脫溶序列

3、的進行。隨著蠕變時效溫度的升高或外加應力的增大，沉淀相的析出和長大速度增快，而且時效溫度對沉淀相析出和長大的影響大于蠕變應力對其的影響;(2)2024鋁合金中粗大第二相為S相(Al2CuMg)，蠕變時效處理對晶粒和粗大第二相的尺寸影響較小;(3)在溫度為423、448和473K條件下蠕變時效24小時，2024鋁合金分別處于“欠時效”、“峰值時效”和“過時效”狀態(tài)。
　　通過電化學腐蝕、常溫拉伸和非對稱應力控制疲勞實驗，研究了本文實

4、驗條件下蠕變時效工藝對2024鋁合金拉伸性能、耐腐蝕性能、棘輪效應與低周疲勞行為的影響。結果表明:(1)升高時效溫度或增大蠕變應力，會降低2024鋁合金的耐腐蝕性和延伸率，提高屈服強度; (2)時效溫度的升高或蠕變應力的增大能促進沉淀相的析出和長大，增強沉淀相對位錯的釘扎作用，強化2024鋁合金，從而提高材料抗塑性變形能力。其抗塑性變形能力越強，棘輪應變越小，穩(wěn)定階段的棘輪應變率越低，疲勞壽命也越長。(3)斷面形貌表明2024鋁合金經蠕