第三部分 終極版(11組)

1、題目：70757075鋁合金厚板，用于飛機框架、整體壁板、起落架、鋁合金厚板，用于飛機框架、整體壁板、起落架、蒙皮蒙皮要求：要求：高的強度，良好的韌性和抗應力腐蝕性能高的強度，良好的韌性和抗應力腐蝕性能（b490MPab490MPa) )板材尺寸：板材尺寸：20mm20mm1000mm1000mm1200mm1200mm 應力腐蝕：應力腐蝕：材料、機械零件或構件在靜應力（主要是材料、機械零件或構件在靜應力（主要是 拉應力）和腐蝕的共同作用下產生的失效現象拉應力）和腐蝕的共同作用下產生的失效現象熱處理工藝設計加熱速度加熱速度加熱溫度加熱溫度保溫時間保溫時間冷卻速度冷卻速度冷卻時間冷卻時間5/mi

2、n46024h5/min92min（方案一）（方案一） 預先熱處理：擴散退火預先熱處理：擴散退火擴散退火是鋁合金鑄件和擴散退火是鋁合金鑄件和進行熱塑性變形后最常用進行熱塑性變形后最常用的一種退火處理工藝，其的一種退火處理工藝，其主要目的是主要目的是消除在熱變形消除在熱變形的過程中出現的偏析、第的過程中出現的偏析、第二相晶粒粗大、不平衡共二相晶粒粗大、不平衡共晶體以及硬脆相沿晶界分晶體以及硬脆相沿晶界分布等缺陷布等缺陷。擴散退火工藝。擴散退火工藝曲線如圖曲線如圖3 所示。所示。加熱速度及冷卻速度：加熱速度及冷卻速度： 加熱速度的大小以加熱速度的大小以鑄錠不產生裂紋鑄錠不產生裂紋和和不發(fā)生大不發(fā)生

3、大變形變形為原則。有些合金冷卻為原則。有些合金冷卻太快會產生淬火效應太快會產生淬火效應；而；而過慢冷卻又會析出較粗大第二相過慢冷卻又會析出較粗大第二相，使加工時，使加工時易形成易形成帶狀組織帶狀組織，固溶處理時難以完全溶解，因，固溶處理時難以完全溶解，因此會減小時效強化效果。從經濟性原則和提高生此會減小時效強化效果。從經濟性原則和提高生產效益的角度，并結合鋁合金的特點，選擇產效益的角度，并結合鋁合金的特點，選擇5/min的加熱速度和隨后的隨爐空冷可較好的的加熱速度和隨后的隨爐空冷可較好的滿足要求。滿足要求。 加熱溫度：加熱溫度： 在擴散退火過程中起主要作用的是在擴散退火過程中起主要作用的是擴散

4、退火溫度擴散退火溫度。溫度稍有。溫度稍有升高升高，擴散過程將，擴散過程將大大加速大大加速，因此為了加，因此為了加速擴散過程，應盡可能提供速擴散過程，應盡可能提供擴散溫度擴散溫度。進行擴散退火。進行擴散退火時，加熱溫度的上限時，加熱溫度的上限不得超過合金中低熔點共晶的融不得超過合金中低熔點共晶的融化溫度化溫度；若高于此溫度，則鑄錠組織中的低熔點共晶；若高于此溫度，則鑄錠組織中的低熔點共晶體將被融化而出現體將被融化而出現過燒現象過燒現象。 通常采用的擴散退火溫度為通常采用的擴散退火溫度為0.90.95Tm。Tm表表示示鑄錠實際開始融化溫度鑄錠實際開始融化溫度，它低于平衡相圖中的固相，它低于平衡相圖

5、中的固相線。根據查找手冊和資料，溫度范圍為線。根據查找手冊和資料，溫度范圍為455470，結合結合7075鋁合金的熔點，我們選擇退火溫度鋁合金的熔點，我們選擇退火溫度460左左右，能夠很好地達到擴散的目的，且不會造成過燒和右，能夠很好地達到擴散的目的，且不會造成過燒和熔化。熔化。保溫時間：保溫時間： 保溫時間基本上取決于保溫時間基本上取決于非平衡相溶解非平衡相溶解及及晶內偏析消晶內偏析消除除所需要的時間。但由于這兩個過程同時發(fā)生，故保所需要的時間。但由于這兩個過程同時發(fā)生，故保溫時間并非此兩過程所需時間的代數和。溫時間并非此兩過程所需時間的代數和。對于對于7075鋁合金，我們根據手冊和相關文獻

6、所提供的鋁合金，我們根據手冊和相關文獻所提供的的數據，時間范圍為的數據，時間范圍為2024h，按照常規(guī)方法選擇，按照常規(guī)方法選擇24h，可較好的達到，可較好的達到組織均勻，消除枝晶偏析或明顯減少組織均勻，消除枝晶偏析或明顯減少第二相化合物第二相化合物的目的。的目的。擴散退火時組織和性能的變化：擴散退火時組織和性能的變化：擴散退火時，主要的組織變化是擴散退火時，主要的組織變化是枝晶偏析消除枝晶偏析消除、非平非平衡相溶解衡相溶解和和過飽和的元素相沉淀過飽和的元素相沉淀，溶質的濃度逐漸擴溶質的濃度逐漸擴散散。擴散退火后的組織變化，使室溫下擴散退火后的組織變化，使室溫下塑性提高塑性提高并使并使冷、熱變

7、形工藝性能改善冷、熱變形工藝性能改善，擴散退火可，擴散退火可降低變形降低變形抗力，減少變形功消耗，提高設備生產效率，擴抗力，減少變形功消耗，提高設備生產效率，擴散退火還可消除鑄錠殘余應力，改善鑄錠的機械散退火還可消除鑄錠殘余應力，改善鑄錠的機械加工性能。加工性能。擴散處理主要是消除成分偏析其并不能使粗大的擴散處理主要是消除成分偏析其并不能使粗大的第二相及共晶相徹底溶解，因此必須通過后續(xù)的第二相及共晶相徹底溶解，因此必須通過后續(xù)的變形細化第二相變形細化第二相及經及經固溶處理固溶處理以達到減少或消除以達到減少或消除第二相。第二相。最終熱處理：回歸再時效最終熱處理：回歸再時效(RRA)(RRA)熱處

8、理熱處理 RRA RRA實質上是一種實質上是一種三級時效三級時效工藝，主要包括以下步驟工藝，主要包括以下步驟( (如圖所示如圖所示) )：(1)(1)對合金進行常規(guī)固溶處理；對合金進行常規(guī)固溶處理；(2)(2)采用采用T6T6峰值時效將合金時效到最大強度；峰值時效將合金時效到最大強度；(3)(3)在較高溫度下在較高溫度下120120進行短時的回歸處理；進行短時的回歸處理；(4)(4)采用采用T6T6制度重新時效到最大強度。制度重新時效到最大強度。RRA RRA 制度時效工藝數據制度時效工藝數據固溶處理（常規(guī)）固溶處理（常規(guī)）加熱溫度加熱溫度470470保溫時間保溫時間1h1h淬火冷卻速度淬火冷

9、卻速度100100/s/s預時效預時效加熱溫度加熱溫度120120保溫時間保溫時間24h24h回歸處理回歸處理加熱溫度加熱溫度180180保溫時間保溫時間1h1h再時效再時效加熱溫度加熱溫度120120保溫時間保溫時間24h24h如圖所示為最終熱處理工藝圖，成為如圖所示為最終熱處理工藝圖，成為RRA回歸再時效回歸再時效工藝制包括固溶處理和時效兩部分。工藝制包括固溶處理和時效兩部分。固溶處理固溶處理鋁合金的固溶處理是一種使合金發(fā)生時形成的固鋁合金的固溶處理是一種使合金發(fā)生時形成的固溶體一快速冷卻方溶體一快速冷卻方沉淀強化沉淀強化的先行工序，其目是的先行工序，其目是為了將固溶處理式獲得為了將固溶處

10、理式獲得亞穩(wěn)定的過飽和固溶體亞穩(wěn)定的過飽和固溶體，給自然時效和人工時效創(chuàng)造必要的條件，以求在給自然時效和人工時效創(chuàng)造必要的條件，以求在隨后的時效時獲得高的強度和足夠的塑形。隨后的時效時獲得高的強度和足夠的塑形。對固溶效果影響最大的是對固溶效果影響最大的是固溶溫度固溶溫度，其次是，其次是固溶固溶時間時間。 固溶溫度對力學性能的影響固溶溫度對力學性能的影響將試樣在將試樣在450450490490固溶處理固溶處理下保溫下保溫60min60min，然后進行，然后進行120120* *2 24 4h h時效，其力學性能結果見表時效，其力學性能結果見表1.1.1.1.根據實驗數據根據實驗數據做出不同固溶溫

11、度下合金的拉伸性能和顯微硬化變化曲線做出不同固溶溫度下合金的拉伸性能和顯微硬化變化曲線，如圖，如圖1.11.1、1.21.2 可以看出，隨著固溶溫度的升高，可以看出，隨著固溶溫度的升高，70757075的抗拉強度、屈服的抗拉強度、屈服強度、伸長率和顯微硬度都呈現出先升高后降低的趨勢，強度、伸長率和顯微硬度都呈現出先升高后降低的趨勢，峰值出現在峰值出現在470470的時候。的時候。固溶溫度對組織的影響固溶溫度對組織的影響450固溶時組織中粗大的第二相較多，固溶時組織中粗大的第二相較多，490固溶后固溶后的第二相最少，單并不能完全消失。而在的第二相最少，單并不能完全消失。而在450470固溶溫度范

12、圍內，晶粒大小基本不變，沒有發(fā)生明顯固溶溫度范圍內，晶粒大小基本不變，沒有發(fā)生明顯長大，但是當固溶溫度升高至長大，但是當固溶溫度升高至480時，晶粒有稍微時，晶粒有稍微長大趨向，長大趨向，490時晶粒發(fā)生明顯粗化，長大現象。時晶粒發(fā)生明顯粗化，長大現象。固溶時間對力學性能的影響固溶時間對力學性能的影響 將合金在將合金在470下固溶，保溫時間分別為下固溶，保溫時間分別為20、40、60、80、100、120min，時效制度均為，時效制度均為120*24h，力，力學性能結果如學性能結果如1.2。從表和圖片可以看出固溶時間沒有固溶溫度對力學性能影從表和圖片可以看出固溶時間沒有固溶溫度對力學性能影響那

13、么大，隨著固溶時間的延長，合金的抗強度、屈服強響那么大，隨著固溶時間的延長，合金的抗強度、屈服強度、伸長率和顯微硬度都呈現先度、伸長率和顯微硬度都呈現先升高升高至至峰值峰值然后逐漸然后逐漸降低降低的趨勢，峰值出現在的趨勢，峰值出現在60min60min的時候，時間大于的時候，時間大于60min60min合金的合金的強度、伸長率和顯微硬度均有下降強度、伸長率和顯微硬度均有下降固溶時間對組織的影響固溶時間對組織的影響從圖可以看出，保溫時間為從圖可以看出，保溫時間為20min20min時，組織中存在大量的第時，組織中存在大量的第二相顆粒，晶粒尺寸保持在較低水平，隨溫度時間延長至二相顆粒，晶粒尺寸保持

14、在較低水平，隨溫度時間延長至60min60min，第二相數量減少，尺寸減小，晶粒也沒有發(fā)生明顯，第二相數量減少，尺寸減小，晶粒也沒有發(fā)生明顯長大長大。當保溫時間長至。當保溫時間長至120min120min時，除了晶粒變得粗大外，第時，除了晶粒變得粗大外，第二相數目減少并不多，尺寸較小也不明顯，這說明超過二相數目減少并不多，尺寸較小也不明顯，這說明超過60min60min繼續(xù)延長保溫時間意義不大。繼續(xù)延長保溫時間意義不大。 固溶處理后組織和性能的變化：固溶處理后組織和性能的變化：固溶處理使合金組織中的晶界固溶處理使合金組織中的晶界第二相明顯減少第二相明顯減少，同時，同時增大了合金的增大了合金的固

15、溶程度固溶程度，增大了，增大了相變驅動力相變驅動力，加速了，加速了時效動力學時效動力學，使合金呈相對，使合金呈相對過時效過時效狀態(tài)，在后續(xù)的時狀態(tài)，在后續(xù)的時效過程中，析出相在晶界呈相對不連續(xù)狀態(tài)，阻礙了效過程中，析出相在晶界呈相對不連續(xù)狀態(tài)，阻礙了合金被連續(xù)腐蝕，從而提高合金的合金被連續(xù)腐蝕，從而提高合金的抗腐蝕性能抗腐蝕性能；強化固溶處理提高了合金內部強化固溶處理提高了合金內部成分均勻性成分均勻性；由于強化；由于強化固溶得到的組織相對于常規(guī)固溶處理晶粒的固溶得到的組織相對于常規(guī)固溶處理晶粒的等軸性等軸性的的得到改善，從而降低了得到改善，從而降低了腐蝕剝落敏感性腐蝕剝落敏感性。時效處理時效處

16、理 7075合金是典型的時效強化型合金，其在固溶態(tài)的強合金是典型的時效強化型合金，其在固溶態(tài)的強度、硬度較低，必須經過時效處理才能獲得高強度和度、硬度較低，必須經過時效處理才能獲得高強度和高硬度或強度、硬度與韌性及抗應力腐蝕性或抗剝落高硬度或強度、硬度與韌性及抗應力腐蝕性或抗剝落腐蝕性的良好匹配。時效分為腐蝕性的良好匹配。時效分為單級時效、雙級時效和單級時效、雙級時效和三級時效三級時效等，其中，單級時效是雙級時效和三級時效等，其中，單級時效是雙級時效和三級時效等時效制度的基礎，且單級時效可以達到合金的強度等時效制度的基礎，且單級時效可以達到合金的強度、硬度峰值；雙級時效雖然一定程度上降低了合金

17、的、硬度峰值；雙級時效雖然一定程度上降低了合金的強度和硬度，但能使其抗腐蝕性能大大改善。強度和硬度，但能使其抗腐蝕性能大大改善。2.1 時效對力學性能的影響時效對力學性能的影響（1）時效溫度對力學性能的影響）時效溫度對力學性能的影響合金經合金經47060min固溶處理后，分別在固溶處理后，分別在100、110、120、130、140溫度下時效，保溫時間均是溫度下時效，保溫時間均是24h，其，其力學性能結果見表。力學性能結果見表。時效溫度與拉伸性能的關系曲線時效溫度與拉伸性能的關系曲線時效溫度與顯微硬度的關系曲線時效溫度與顯微硬度的關系曲線由圖由圖2.22.2和和2.32.3可以看出，隨著時效溫

18、度的升高，合金的可以看出，隨著時效溫度的升高，合金的強度、硬度先升高到峰值隨后又下降，而伸長率基本上強度、硬度先升高到峰值隨后又下降，而伸長率基本上呈下降趨勢。強度、硬度峰值出現在時效溫度為呈下降趨勢。強度、硬度峰值出現在時效溫度為120120的的時候。時候。（2）時效時間對力學性能的影響）時效時間對力學性能的影響合金經合金經470470 x 60minx 60min固溶處理后，在固溶處理后，在120120溫度下時效，溫度下時效，分別保溫分別保溫9 9、1414、1919、2424、2929、3434、39h39h，其力學性能結果，其力學性能結果見表見表隨著時效時間的延長，合金的強度、硬度逐漸

19、升高到峰值，隨著時效時間的延長，合金的強度、硬度逐漸升高到峰值，然后開始下降；伸長率時效初期下降較快，時效后期略有增然后開始下降；伸長率時效初期下降較快，時效后期略有增加，但變化不大。時效峰值出現在加，但變化不大。時效峰值出現在24h24h，由上述結果可知，由上述結果可知，70757075的峰值時效制度為的峰值時效制度為120120X 24hX 24h。2.2 時效對掃描組織形貌的影響時效對掃描組織形貌的影響固溶處理后得到的是一種不穩(wěn)定的過飽和固溶體，時效過固溶處理后得到的是一種不穩(wěn)定的過飽和固溶體，時效過程就是過飽和固溶體發(fā)生分解的過程。超高強鋁合金的時程就是過飽和固溶體發(fā)生分解的過程。超高

20、強鋁合金的時效析出序列為：效析出序列為：過飽和固溶體過飽和固溶體-GP區(qū)區(qū)-過渡相過渡相(MgZn2)-平衡相平衡相(MgZn2)。隨著時效溫度的升高，隨著時效溫度的升高，相的數量相的數量增多，強化效果增強，強增多，強化效果增強，強度和硬度也逐漸升高。度和硬度也逐漸升高。當時效溫度為當時效溫度為120120時，析出更多的時，析出更多的相，且尺寸小，彌散相，且尺寸小，彌散度高，由于度高，由于相強度較高，位錯由切過機制轉變?yōu)槔@過機制相強度較高，位錯由切過機制轉變?yōu)槔@過機制，受到的阻力最大，因而此時強化作用最大，合金的強度、硬，受到的阻力最大，因而此時強化作用最大，合金的強度、硬度達到峰值，但伸長率

21、有所下降。度達到峰值，但伸長率有所下降。隨著溫度進一步升高至隨著溫度進一步升高至130130 時，時，相尺寸逐漸長大，強化相尺寸逐漸長大，強化作用降低，合金強度、硬度下降。作用降低，合金強度、硬度下降。當時效溫度達到當時效溫度達到140140時，時，相進一步長大，部分還可以轉相進一步長大，部分還可以轉變?yōu)榉€(wěn)定的、尺寸較大的變?yōu)榉€(wěn)定的、尺寸較大的相，減弱了強化效果，此時強度、相，減弱了強化效果，此時強度、硬度下降，伸長率也稍有降低。硬度下降，伸長率也稍有降低。時效處理后組織和性能的變化：時效處理后組織和性能的變化： 7075 7075合金是典型的時效強化型合金，其在固溶合金是典型的時效強化型合金

22、，其在固溶態(tài)的強度、硬度較低，必須經過態(tài)的強度、硬度較低，必須經過時效處理時效處理才能獲得才能獲得高強度和高硬度或強度、硬度與韌性及抗應力腐蝕高強度和高硬度或強度、硬度與韌性及抗應力腐蝕性或抗剝落腐蝕性的良好匹配性或抗剝落腐蝕性的良好匹配。 在時效過程中在時效過程中70757075鋁合金主要鋁合金主要強化相強化相為晶內的為晶內的亞穩(wěn)相亞穩(wěn)相(MgZn2)(MgZn2)，在第一階段為，在第一階段為預析出階段預析出階段，晶內溶質原子處于過飽和階段，析出動力大，同時晶內溶質原子處于過飽和階段，析出動力大，同時由于合金是從這幾階段開始時效，形核位置多由于合金是從這幾階段開始時效，形核位置多, ,因因而

23、在這一階段形核率較高，析出物相對來說長大趨而在這一階段形核率較高，析出物相對來說長大趨勢?。辉陔S后的短時加熱過程中，由于升溫，抑制勢??；在隨后的短時加熱過程中，由于升溫，抑制了析出物的長大和析出，并有少許溶解，為第二階了析出物的長大和析出，并有少許溶解，為第二階段的再時效提供物質基礎和動力；段的再時效提供物質基礎和動力； 在第二階段，由于過飽和程度比第一階段小，同時由在第二階段，由于過飽和程度比第一階段小，同時由于預析出的效果，過冷度相對較低，因而形核率較小于預析出的效果，過冷度相對較低，因而形核率較小，但同時長大速率也較小。因此，經過再時效，但同時長大速率也較小。因此，經過再時效，7075鋁

24、合金的強化相呈現一種鋁合金的強化相呈現一種彌散均勻分布彌散均勻分布的狀態(tài)，獲得的狀態(tài)，獲得良好的強度、韌性和抗腐蝕性能，強化了鋁合金的綜良好的強度、韌性和抗腐蝕性能，強化了鋁合金的綜合力學性能。合力學性能。（方案二）（方案二）預備熱處理：擴散退火預備熱處理：擴散退火最終熱處理：強化固溶和雙級時效最終熱處理：強化固溶和雙級時效 強化固溶處理強化固溶處理加熱溫度加熱溫度465465保溫時間保溫時間30min30min加熱溫度加熱溫度475475保溫時間保溫時間30min30min 雙級時效雙級時效加熱溫度加熱溫度110110保溫時間保溫時間5h5h加熱溫度加熱溫度150150保溫時間保溫時間14h

25、14h強化固溶處理普通固溶處理采取單一的溫度和時間進行，它是目前普通固溶處理采取單一的溫度和時間進行，它是目前最常用的固溶工藝。固溶處理需避免因生成過渡液相最常用的固溶工藝。固溶處理需避免因生成過渡液相而使晶界弱化的而使晶界弱化的過燒現象過燒現象，這需將固溶溫度控制在多，這需將固溶溫度控制在多相共晶點之下，導致殘余結晶相不易完全固溶從而降相共晶點之下，導致殘余結晶相不易完全固溶從而降低了合金的斷裂韌性。因此單級固溶在工業(yè)應用中不低了合金的斷裂韌性。因此單級固溶在工業(yè)應用中不能滿足人們對材料性能的需求。強化固溶處理是比普能滿足人們對材料性能的需求。強化固溶處理是比普通固溶處理時間更長，加熱溫度更

26、長。通固溶處理時間更長，加熱溫度更長。強化固溶最佳處理工藝為：強化固溶最佳處理工藝為：在在 465 465 保溫保溫30min 30min 后后, ,再加熱到再加熱到475475，保溫，保溫30min30min，水冷淬火；，水冷淬火；它分為它分為3 3個階段：個階段：在相對較低的溫度下保溫一段時間，這個階段的固在相對較低的溫度下保溫一段時間，這個階段的固溶是影響合金力學性能的主要因素；溶是影響合金力學性能的主要因素；以一定的速度升到一個較高溫度；以一定的速度升到一個較高溫度；在這個較高的溫度下保溫一段時間。逐步升溫處理在這個較高的溫度下保溫一段時間。逐步升溫處理可使可使極限固溶溫度極限固溶溫度

27、高于高于多相共晶溫度多相共晶溫度, ,同時能同時能避免組避免組織過燒織過燒, ,有效有效強化了殘余結晶相的固溶強化了殘余結晶相的固溶, ,顯著提高了顯著提高了合合金的力學性能金的力學性能。組織性能分析 固溶固溶+T6+T6處理（處理（470/30min+120/24min470/30min+120/24min）經過經過100100倍和倍和400400倍下觀察倍下觀察固溶+T6處理處理后組織照片(a)100 (b)4002、強化固溶處理強化固溶處理（465/30min+475/30min）分析：由圖可見，在分析：由圖可見，在465465/30min+475/30min+475/30min/30m

28、in時，其晶粒細時，其晶粒細小、強度更高、分布更均勻。小、強度更高、分布更均勻。常規(guī)的固溶條件下，仍有大量的第二相未固溶；常規(guī)的固溶條件下，仍有大量的第二相未固溶；而在強化固溶條件下，而在強化固溶條件下，所有粗大的第二相和共晶所有粗大的第二相和共晶相幾乎全部固溶相幾乎全部固溶, , 與常規(guī)固溶相比，與常規(guī)固溶相比，組織均勻性組織均勻性有了根本改觀，且未見有了根本改觀，且未見再結晶晶粒長大再結晶晶粒長大，通過強，通過強化固溶，可使鑄錠組織中遺傳下來的粗大第二相化固溶，可使鑄錠組織中遺傳下來的粗大第二相和共晶相的溶解速度和固溶程度大幅度增加，可和共晶相的溶解速度和固溶程度大幅度增加，可以達到基本以

29、達到基本消除粗大第二相的目的消除粗大第二相的目的。合金組織中由于粗大第二相尺寸和數量的減少合金組織中由于粗大第二相尺寸和數量的減少, , 使合金的性能略有提高，伸長率的提高尤為顯著使合金的性能略有提高，伸長率的提高尤為顯著，與常規(guī)的熱處理工藝相比，性能提高近，與常規(guī)的熱處理工藝相比，性能提高近20%, 20%, 且且伸長率仍能維持很高水平。伸長率仍能維持很高水平。雙級時效處理：7075合金是典型的時效強化型合金，其在合金是典型的時效強化型合金，其在固溶態(tài)的強固溶態(tài)的強度、硬度較低度、硬度較低，必須經過，必須經過時效處理時效處理才能獲得才能獲得高強度和高強度和高硬度或強度、硬度與韌性及抗應力腐蝕

30、性或抗剝落高硬度或強度、硬度與韌性及抗應力腐蝕性或抗剝落腐蝕性腐蝕性的良好匹配。的良好匹配。 雙級時效雙級時效加熱溫度加熱溫度110110保溫時間保溫時間5h5h加熱溫度加熱溫度150150保溫時間保溫時間14h14h70757075鋁合金的雙級時效制度為：一級時效加熱溫度一鋁合金的雙級時效制度為：一級時效加熱溫度一般為般為100100120120，保溫時間為，保溫時間為3 324h24h；二級時效加熱；二級時效加熱溫度一般為溫度一般為155155180180，保溫時間為，保溫時間為8 830h.30h.綜合考綜合考慮雙級時效因子組合如下表：慮雙級時效因子組合如下表：通過正交法確定二級淬火的最

31、佳加熱溫度和保溫時間。以抗拉通過正交法確定二級淬火的最佳加熱溫度和保溫時間。以抗拉強度、顯微硬度和伸長率作為性能指標，這三個指標越大越好強度、顯微硬度和伸長率作為性能指標，這三個指標越大越好。正交法計算如下。正交法計算如下雙級時效的一級時效溫度為雙級時效的一級時效溫度為110110，保溫時間，保溫時間5h5h，二級時效溫，二級時效溫度為度為150150，保溫時間，保溫時間14h14h雙級時效的組織和性能的變化：雙級時效的組織和性能的變化： 第一級時效的時效溫度第一級時效的時效溫度較低較低，該階段主要作用是成核，形，該階段主要作用是成核，形成的析出相是成的析出相是大量細小的彌散的大量細小的彌散的

32、GPGP區(qū)區(qū)； 第二級時效的時效溫度第二級時效的時效溫度較高較高，在晶內組織形態(tài)主要分布均，在晶內組織形態(tài)主要分布均勻的盤狀相，勻的盤狀相，亞晶界上的析出相為具有較大尺寸的亞晶界上的析出相為具有較大尺寸的相相，大角度晶界上的析出相主要是，大角度晶界上的析出相主要是相相。延長時效時間（提。延長時效時間（提高時效溫度），晶內的高時效溫度），晶內的相粗化，晶界相粗化，晶界相長大，晶相長大，晶界形貌變?yōu)椴贿B續(xù)分布，同時無沉淀析出帶變寬，合金組界形貌變?yōu)椴贿B續(xù)分布，同時無沉淀析出帶變寬，合金組織變?yōu)檫^時效狀態(tài)。織變?yōu)檫^時效狀態(tài)。 經雙級時效熱處理后，經雙級時效熱處理后，合金的強度會下降，但抗腐蝕性提合金

33、的強度會下降，但抗腐蝕性提高。高。強化固溶與單級固溶相比，在不增加合金元素強化固溶與單級固溶相比，在不增加合金元素總含量總含量的條件下提高了的條件下提高了固溶體的過飽和度固溶體的過飽和度，同時減少了粗大，同時減少了粗大未溶結晶相未溶結晶相, ,對于對于提高時效析出程度提高時效析出程度和和改善抗斷裂性改善抗斷裂性能能具有積極意義，是提高合金綜合性能的一條有效途具有積極意義，是提高合金綜合性能的一條有效途徑。徑。但在工業(yè)應中仍存在但在工業(yè)應中仍存在2 2個問題：個問題： A. A. 隨著溫度的升高隨著溫度的升高, ,合金晶粒逐漸長大，晶粒長大又合金晶粒逐漸長大，晶粒長大又會導致強度下降；會導致強度

34、下降；B. B. 溫度的升高也會導致合金中的過剩相逐漸減少，溫度的升高也會導致合金中的過剩相逐漸減少，第二相的彌散強化作用降低，從而使合金軟化第二相的彌散強化作用降低，從而使合金軟化。兩種方案的比較RRARRA熱處理后晶粒都呈纖維狀延性斷裂，纖維狀斷口熱處理后晶粒都呈纖維狀延性斷裂，纖維狀斷口表面含有大量細小的韌窩。由圖可看到未脫落的顆粒表面含有大量細小的韌窩。由圖可看到未脫落的顆粒，由于第二相顆粒的溶解效果較好，導致裂紋源減少，由于第二相顆粒的溶解效果較好，導致裂紋源減少，析出相數量增加，析出相數量增加( (屈服強度增加屈服強度增加) )，保證了合金的高，保證了合金的高強度和良好的延伸率。強度和良好的延伸率。經經RRARRA處理，合金能保持處理，合金能保持T6T6狀態(tài)的力學性能，是因為狀態(tài)的力學性能，是因為該處理狀態(tài)下晶內組織處于峰值時效