人工時效時間對鋁合金硬度的影響

趙彤 馬園野 杜曉明

摘要：針對研究時效時間對Al-Cu-Mg合金硬度的影響，在相同的時效溫度下，對Al-Cu-Mg合金固溶時效態樣品的時效時間進行一定程度的改變，并借助數字顯式維氏硬度儀進行測量和分析，從而確定了時效時間對Al-Cu-Mg合金硬度的影響規律。結果表明：Al-Cu-Mg合金在時效溫度為180℃時，隨著時效時間的延長，會有硬度峰值的產生，本次試樣的硬度峰值出現在時效20h左右。

關鍵詞：Al-Cu-Mg合金；時效時間；硬度

中國分類號：TG249.2 文獻標志碼：A

Effect of artificial aging time on hardness of Al-Li Alloy

ZHAO Tong1，MA Yuanye2，DU Xiaoming1

（1.Shenyang Ligong University，ShenYang 110159，China；2.Nanjing Campus of Artillery Air Defense Institute，Nan Jing211132，China）

Abstract：This paper studies effect of aging time on hardness of Al-Cu-Mg alloy.Under the same aging temperature，the aging time of Al-Cu-Mg alloy in solution aging state was changed to a certain extent，and the measurement and analysis are carried out by means of digital explicit Vickers hardness instrument.The effect of aging time on hardness of Al-Cu-Mg alloy was determined.The results show that：The aging temperature of Al-Cu-Mg alloy is 180℃，as the aging time is prolonged，the hardness peak is generated，The peak hardness of the sample is about 20h.

Key Words：Al-Cu-Mg alloy；Aging time；Hardness

1.實驗材料及方法

1.1試樣制備

本實驗試驗選用的材料是某公司提供的Al-Cu-Mg系鋁鋰合金板材，對合金試樣的原始熱處理狀態為T8態，實驗所用的板材厚度為6mm，本實驗所用的硬度測試試樣尺寸大小為20mm×12.5mm，標距20mm[3]。

1.2實驗方法

在實際實驗操作的固溶處理時，為了防止試樣在固溶加熱的過程中出現過燒現象，綜合來確定Al-Cu-Mg系鋁合金試樣厚板的固溶溫度為505℃[2]。實驗所用鋁鋰合金的固溶處理在控溫精度在±5℃的固溶熱處理爐中進行，保溫100min后立即在室溫下水淬。采用的單級人工時效，在電熱鼓風高溫干燥箱中進行。固溶處理并水淬火后，將試樣在180℃條件下進行人工時效處理，時效時間分別為6h、12h、16h、20h、26h、34h。時效處理之后對試樣的表面進行打磨和拋光后就可以對鋁合金的硬度進行測量。

2.實驗結果及討論

Al-Cu-Mg系鋁合金的強度，在時效處理過程中所析出的細小析出相，對該鋁鋰合金起主要的強化作用[3]。圖2.1展示了鋁鋰合金試樣在時效溫度均為180℃的過程中硬度值隨不同的時效時間的變化情況。從中可知，經過一段時間的固溶時效處理后，維氏硬度值會較未處理試樣有所增加。后來隨著時效時間的增加，硬度逐漸變大。當時效時間為20h左右時，硬度達到最大值為230.52HV。然后隨著時效時間的繼續增加，硬度值會略有降低，一直波動不大，最終會趨于一個定值。所以該Al-Cu-Mg合金的初始階段維氏硬度會有所增加，達到峰值后硬度有所降低，最終穩定。

3.結論

本實驗用固溶時效的處理手段制備了時效溫度均為180℃，時效時間分別為6h、12h、16h、20h、26h、34h。之后對它們進行硬度測量，經過一定時間時效后該Al-Cu-Mg合金的維氏硬度總體上比經過固溶處理的鋁合金要高；隨著時效時間的延長，會有硬度峰值的產生，本次試樣的硬度峰值在時效20h左右，硬度峰值為230.52HV。

參考文獻

[1]陳飚. 鑄造Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金熱處理工藝的研究[D]. 碩士學位論文，西華大學，2006.

[2]周昌榮，潘青林等. 變形量和時效對Al-Cu-Li 合金組織性能的影響[J]. 材料科學與工程，2008，4（16）：585-588.

[3]孫志強. 鋁合金時效成形微觀組織和性能及疲勞斷裂特征[D]. 碩士學位論文，大連理工大學，2009.

作者簡介：趙彤（1994-10）；女；漢族；遼寧省沈陽市；碩士研究生；研究方向：凝固成型及控制技術。

通信作者：杜曉明（1976-），男，教授，研究方向：凝固成型及控制技術，沈陽理工大學材料科學與工程學院。

（作者單位：1沈陽理工大學 材料科學與工程學院；

2.炮兵防空兵學院南京校區）