2A12鋁合金的過燒試驗(yàn)

鄧汝榮，曾 蕾

（廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510550）

2A12鋁合金的過燒試驗(yàn)

鄧汝榮，曾 蕾

（廣州科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣州 510550）

2A12是一種典型的硬鋁合金，其應(yīng)用越來越廣泛。在使用中，該合金的主要問題是熱處理過燒。為了準(zhǔn)確的把握過燒溫度，采用試驗(yàn)的方法，精確地測量到了該合金的過燒溫度范圍，并對結(jié)果進(jìn)行了分析。

2A12；過燒；試驗(yàn)

0 前言

2A12為鋁-銅-鎂系中的典型硬鋁合金，其成份比較合理，綜合性能較好。該合金的特點(diǎn)是：強(qiáng)度高，有一定的耐熱性，可用作150℃以下的工作零件；熱狀態(tài)、退火和淬火狀態(tài)下成形性能都比較好，熱處理強(qiáng)化效果顯著，但熱處理工藝要求嚴(yán)格。2A12鋁合金過燒問題一直是該合金熱處理的主要問題之一。由于該合金可借鑒的熱處理工藝數(shù)據(jù)有限，而且不同的資料介紹的也不盡相同，如有的資料介紹的熱處理溫度為485～500℃，過寬的溫度范圍會誤導(dǎo)使用者。如本人曾按照有關(guān)資料介紹的2A12鋁合金淬火加熱溫度為500±5℃進(jìn)行試驗(yàn)，但經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，采用此工藝，制品已經(jīng)出現(xiàn)過燒。因此，為了準(zhǔn)確地把握2A12的熱處理溫度，有必要對2A12進(jìn)行過燒試驗(yàn)。后可觀察到2A12過燒組織特征：晶內(nèi)液相球（圖1），復(fù)熔晶界（圖2），晶界復(fù)熔三角形（圖3）。

（2）經(jīng)498℃10min，水淬后30min內(nèi)試驗(yàn)試驗(yàn)后可觀察到2A12過燒組織特征，發(fā)現(xiàn)未出現(xiàn)過燒的現(xiàn)象，如圖4所示。但從金相圖中可發(fā)現(xiàn)有過燒的跡象。事實(shí)上，這并不是過燒組織。這是合金接近過燒溫度時(shí)所出現(xiàn)的高溫氧化現(xiàn)象以及過熱現(xiàn)象所出現(xiàn)的粗晶和晶界圓滑。正如有關(guān)資料介紹的一樣，這是過燒初期顯微組織特征。而這些組織所具有的性能都要比正常組織（如圖5所示）所具有的性能差。

鋁合金過燒，使其腐蝕前后強(qiáng)度及延伸率（塑性）迅速降低，為使用的安全起見，過燒零件應(yīng)作報(bào)廢處理。

1 過燒組織特征

（1）經(jīng)506℃10min，水淬后30min內(nèi)的試驗(yàn)

圖1 晶內(nèi)液相球

圖2 晶界

圖3 晶界復(fù)熔三角形

經(jīng)過試驗(yàn)后可以觀察到鋁合金的過燒，有宏觀表征和顯微組織特征。其宏觀表征有：材料表面發(fā)暗，出現(xiàn)灰黑斑；制件淬火開裂（由于塑性降低之故），裂口呈灰黑色，表面出現(xiàn)灰黑色氣泡等。這些表征隨過燒程度的加重而增加。變形鋁合金最初過燒組織出現(xiàn)的部位受合金鑄造組織遺傳性的影響，往往出現(xiàn)在鑄錠低熔物的原始偏聚處（如原始核晶晶界），其表現(xiàn)在同一合金的不同壓力加工制品，其最初過燒組織出現(xiàn)在晶粒不同部位，而出現(xiàn)最初過燒組織的部位，皆在鑄錠中低熔物的偏聚處。如LY12合金冷軋板，最初出現(xiàn)的過燒特征是晶內(nèi)液相球，而后隨過燒程度加重，出現(xiàn)晶內(nèi)過燒復(fù)熔組織，而LY12熱擠壓制品的過燒初期是粗晶區(qū)出現(xiàn)晶內(nèi)液相球，細(xì)晶區(qū)出現(xiàn)晶界復(fù)熔組織。

圖4 晶界發(fā)毛加粗

圖5 正常組織

2 試樣的選取及試驗(yàn)方案

選取兩種不同成分的制品作為試樣，每種試樣各安排5件在不同的溫度下相同的時(shí)間條件下進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)和調(diào)研結(jié)果是：（1）相當(dāng)部分爐批料在502℃出現(xiàn)輕微過燒，在504℃出現(xiàn)嚴(yán)重過燒，與之前認(rèn)為的過燒溫度為α（Al）+CuMgAl+CuAl共晶體溫度為507℃，提前3～5℃；（2）當(dāng)Mg含量控制在1.6%～1.8%（上限），Cu控制在4.6%～4.9%之間，過燒敏感性有所提高。

3 結(jié)果分析

（1）由圖6所示可知，實(shí)際生產(chǎn)使用的材料，不可能按照平衡固相線進(jìn)行冷卻生產(chǎn)，而是處于不同程度的不平衡狀態(tài)，使其共晶溫度下移3～5℃，熱加工后的制品更甚。固溶溫度應(yīng)比冷加工成品降2～3℃。而將Mg和Cu的含量控制在上限，使圖中的固溶溫度點(diǎn)右移，當(dāng)右移至不平衡固相線以上時(shí)，即出現(xiàn)過燒。

圖6 變形鋁合金熱處理溫度范圍示意圖

（2）由圖7可知，LY12鋁合金固溶溫度在490～500℃，固溶化程度已足夠滿足技術(shù)要求，沒有必要冒過燒的危險(xiǎn)追求最高強(qiáng)度。所以，建議2A12鋁合金固溶淬火加熱溫度控制在496±5℃，并注意爐（槽）溫度均勻性和波動性，完全可防止過燒，并滿足強(qiáng)度要求。

圖7 淬火加熱溫度對2A12（T=1.0）板材機(jī)械性能的影響

4 結(jié)束語

通過試驗(yàn)，我們得出了準(zhǔn)確的2A12合金的過燒溫度，并將其應(yīng)用到了實(shí)際生產(chǎn)中，收到了良好效果。

（編輯：楊毅）

Overburning Test for 2A12 Aluminum Alloy

DENG Ru-rong， ZENG Lei
（Guangzhou Vocational Technical College, Guangzhou 510550, China）

2A12 is a kind of typical hard aluminum alloy, and it is used widely. The main problem of 2A12 is overburning during heat treatment. In order to hold the overburning temperature accruately, overburning temperature range of 2A12 can be determined using test method, and the results are analyzed as well.

2A12; overburning; test

TG166.3

B

1005-4898（2014）05-0051-03

10.3969/j.issn.1005-4898.2014.05.11

大慶建亞洲最大藥品包裝鋁箔中心

鄧汝榮（1964-），男，廣東南雄人，主要研究方向?yàn)殇X型材擠壓模設(shè)計(jì)與制造，高級工程師。

2014-03-03

大慶高新區(qū)高端裝備制造園同禹傲思鋁業(yè)將目光鎖定在“藥包”生產(chǎn)項(xiàng)目上，投資2.4億元，規(guī)劃建設(shè)亞洲最大的藥品包裝用鋁箔和藥品泡罩包裝中心。目前，藥箔和PVC硬片生產(chǎn)車間已建成待用；鋁箔生產(chǎn)車間的設(shè)備基礎(chǔ)施工于今年5月初啟動，經(jīng)沉降后于8月進(jìn)入設(shè)備安裝、調(diào)試階段，年底可實(shí)現(xiàn)試生產(chǎn)。據(jù)悉，同禹鋁業(yè)的藥品包裝用鋁箔和藥品泡罩包裝項(xiàng)目投產(chǎn)后，年可生產(chǎn)藥箔2.94萬噸，據(jù)測算年產(chǎn)值將超過10億元。