革新铝合金复合材料:固溶处理如何塑造1070A/2024铸轧复合板材的卓越性能?

摘要:在航空航天、电子产品及兵器工业等领域,铝合金因其卓越的性能被广泛应用。然而,单一铝合金的耐腐蚀性较差,限制了其应用范围。铝合金复合材料的出现,以其优异的综合性能满足了更高性能场景的需求。本研究聚焦于固溶处理对1070A/2024铸轧复合板材组织和性能的影响,旨

【全文导读】

探索铝合金复合材料的奥秘——固溶处理对1070A/2024铸轧复合板界面组织性能的影响

在航空航天、电子产品及兵器工业等领域,铝合金因其卓越的性能被广泛应用。然而,单一铝合金的耐腐蚀性较差,限制了其应用范围。铝合金复合材料的出现,以其优异的综合性能满足了更高性能场景的需求。本研究聚焦于固溶处理对1070A/2024铸轧复合板材组织和性能的影响,旨在通过优化热处理工艺,提升复合材料的性能。

【研究亮点】

首次系统研究固溶处理对1070A/2024复合板材界面组织和性能的影响。

采用先进的金相、扫描电镜及能谱分析技术,深入观察和分析复合板材的微观结构。

通过拉伸和剪切试验,全面评估复合板材的力学性能。

【来源解析】

辽宁科技大学材料与冶金学院&山东建筑大学研究团队在2024年第44卷第10期《特种铸造及有色合金》期刊上发表了题为“固溶处理对1070A/2024铸轧复合板界面组织性能影响”的文章,作者研究了不同固溶工艺对1070A/2024铸轧复合板材组织和性能的影响,采用金相和扫描电镜及能谱分析对复合板材进行组织观察和分析,通过拉伸和剪切试验对复合板材进行性能测试。结果表明,固溶处理后,界面组织中主要相为Al2Cu,复合板材最佳的热处理工艺为:360 ℃×2 h退火+495 ℃×1 h固溶,此时复合板材剪切强度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为147.83 MPa、321.41 MPa、373.92 MPa和28.34%。

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【研究方法】

研究团队在NF6-300立式双辊薄带连铸机上进行试验,采用2500 mm×280 mm×1 mm的2024固态基板和1070A铝块,通过固-液复合铸轧制备复合板材。随后,对板材进行360℃×2h退火和495℃×(0.5h、1h、1.5h)固溶热处理。利用蔡司Axio光学显微镜和ZEISS EVO MA 10高分辨扫描电镜观察显微组织,并使用UTM5305电子万能试验机测试拉伸、剪切性能。

【图文内容】

图1拉伸和剪切试样示意图

图2不同热处理工艺下1070A/2024铝合金复合板材界面金相形貌

图3不同热处理工艺下1070A/2024铝合金板材复合界面SEM图

图4360 ℃×2 h退火1070A/2024铝合金板材复合界面区域面扫图

图5360 ℃×2 h退火+495 ℃×0.5 h固溶后1070A/2024铝合金板材复合界面区域面扫图

图6360 ℃×2 h退火+495 ℃×1 h固溶后1070A/2024铝合金板材复合界面区域面扫图

图7360 ℃×2 h退火+495 ℃×1.5 h固溶后1070A/2024铝合金板材复合界面区域面扫图

图8不同热处理工艺下1070A/2024铝合金板材复合界面区域线扫图

图9不同热处理工艺下1070A/2024铝合金板材力学性能

图10不同热处理工艺下1070A/2024铝合金板材剪切强度

【主要结论】

● 固溶处理显著提升了1070A/2024复合板材的界面结合强度,最佳热处理工艺为360℃×2h退火+495℃×1h固溶。

● 处理后的复合板材剪切强度、抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为147.83 MPa、321.41 MPa、373.92 MPa和28.34%。

● 该研究为铝合金复合材料的热处理工艺提供了科学依据,对提高材料性能具有重要意义。

【本文引用格式】

中文:张丁丁, 贾品峰, 徐振, 等.固溶处理对1070A/2024铸轧复合板界面组织性能影响[J].特种铸造及有色合金,2024,44(10):1333-1338.

英文:ZHANG D D,JIA P F, XU Z, et al.Effects of Solution Treatment on Interfacial Microstructure and Properties of 1070A/2024 Rolled Composite Plate[J].Special Casting & Nonferrous Alloys,2024,44(10):1333-1338.

来源:特铸杂志

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