7050鋁合金鍛件生產(chǎn)工藝研究

1、 .7050鋁合金鍛件生產(chǎn)工藝研究哈爾濱哈飛工業(yè)有限責任公司鍛造廠 顏斌郵編：150060摘要：通過工藝試驗，分析了多種鍛造方法對鍛件的性能的影響，確定了7050鋁合金材料的鍛造工藝參數(shù)及鍛件熱處理工藝參數(shù)。關(guān)鍵詞：7050鋁合金 鍛造工藝 熱處理工藝Technology research of 7050 aluminum alloy forgings production HARBIN HAFEI INDUSTRY CO.,LTD. YanBinAbstract: Through the process test, Analysis of the impact of a variety of

2、 properties of forging method of forgings, Forging process parameters of 7050 aluminum alloy material and heat treatment process parameters were determined.Keywords: 7050 Aluminum alloy； Forging process； Heat treatment1、前言7050鋁合金作為一種超高強鋁合金，是一種具有高的室溫強度和良好的綜合力學性能的航空航天結(jié)構(gòu)材料，廣泛應(yīng)用于飛機重要部件的制造。而7050鋁合金材料生產(chǎn)厚尺

3、寸鍛件在國內(nèi)使用很少，所需的鍛造成形工藝參數(shù)在相關(guān)資料中查不到，為了以后鍛件生產(chǎn)的需要，我們需通過對7050鋁合金鍛造工藝進行試驗，研究與分析其對組織與力學性能的影響，從而確定合理的始終鍛溫度和保溫時間及7050鋁合金鍛件熱處理等工藝參數(shù)來指導生產(chǎn)。2、試驗方法7050鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，以7系鋁合金要求的始鍛溫度相對其它系列鋁合金低的特點，我們制定了一套7050鋁合金鍛造工藝試驗方案。2.1 試樣原材料的化學成分（見表一）SiFeCuMgZnZrCrTiMn要求成分0.120.152.02.61.92.65.76.70.080.150.100.060.10實測成分0.050

4、.052.12.06.70.110.0010.030.02表一 原材料化學成分2.2 試樣尺寸采用200mm厚鋁板，下料尺寸：260×305×200。2.3 試驗設(shè)備3噸自由鍛錘、箱式電阻爐、爐溫采用雙偶雙控分別用自動平衡記錄儀和數(shù)顯調(diào)節(jié)控制爐溫、始終鍛溫度測量用觸點測溫儀、鹽浴爐固溶和空氣爐時效。2.4 試驗方案將試樣鍛成鍛件尺寸為：400×270×145mm。經(jīng)自由鍛在不同始終鍛溫度下鍛造來驗證工藝方法是否合理。2.4.1 始終鍛溫度試驗方案一：坯料加熱溫度450，加熱保溫時間 360分鐘，始鍛溫度450，終鍛溫度380，用3噸自由鍛錘鍛成400&#

5、215;270×145mm試驗塊，鍛件鍛后經(jīng)T7452狀態(tài)熱處理。方案二：坯料加熱溫度450，加熱保溫時間 360分鐘，始鍛溫度420，終鍛溫度360，用3噸自由鍛錘鍛成400×270×145mm試驗塊，鍛件鍛后經(jīng)T7452狀態(tài)熱處理。方案三：坯料加熱溫度450，加熱保溫時間 360分鐘，始鍛溫度400，終鍛溫度340，用3噸自由鍛錘鍛成400×270×145mm試驗塊，鍛件鍛后經(jīng)T7452狀態(tài)熱處理。各試驗方案鍛成鍛件后，首先檢驗鍛件表面，發(fā)現(xiàn)方案一鍛造時，鍛件表面有裂紋，除去裂紋后，方案一鍛件只用于做機械性能和檢查是否出現(xiàn)過燒組織； 方案二

6、、方案三鍛造的試驗件經(jīng)檢查尺寸符合要求，表面未出現(xiàn)缺陷。2.4.2 鍛件熱處理7050鋁合金鍛件要求進行T7452狀態(tài)熱處理，試驗采用的熱處理工藝為二級熱處理方法：固溶溫度477保溫時間6小時，時效溫度第一階段121保溫時間6小時，第二階段177保溫時間10小時。在鍛件時效處理與固溶處理之間使用3噸自由鍛錘對固溶后鍛件進行2的冷擊變形。2.4.3 鍛件組織和性能試樣準備按標準要求，鍛件經(jīng)熱處理后需檢測：力學性能、顯微組織、低倍、斷口組織、斷裂韌性、應(yīng)力腐蝕、剝落腐蝕、超聲波探傷等。將三個方案的鍛件分別取試樣，在室溫下加工成如圖1所示的機械性能檢測試樣。將方案二、方案三的鍛件在室溫下加工成圖2、

7、圖3所示的應(yīng)力腐蝕和斷裂韌性 圖1 力學性能試樣 圖 2 應(yīng)力腐蝕試樣圖3 斷裂韌性試樣3、研究與分析3.3.1 根據(jù)試驗方案和AMS4108F的要求，對試驗鍛件進行了各項理化檢查，由于試件1發(fā)現(xiàn)裂紋，只對試件1進行了組織和機械性能檢測。各方案生產(chǎn)的鍛件檢查結(jié)果見表二。表二 鍛件檢測結(jié)果機械性能斷裂韌性剝落腐蝕應(yīng)力腐蝕應(yīng)力因子電導率顯微組織低倍斷口bMPa0.2MPa%KICMPa/m不低于EB級22022MS/m試件一要求4964348-組織未見過燒-L507/505464/46314.9/14.6要求4904215LT490/492454/4545.2/6.7試件二要求476407827.

8、5EA級試驗20天達到未斷裂要求合 格167合 格24.224.6組織未見過燒未見缺陷未見缺陷L516/524460/47216.1/13.136.03要求4693864LT507/525444/4767.6/8.5要求455365340.22ST510/520436/4556.0/6.0試件三要求476407827.5EA級試驗20天達到未斷裂要求合 格159.3合 格24.224.6組織未見過燒未見缺陷未見缺陷L509/501446/42712.7/12.944.49要求4693864LT512/521446/4588.8/10.2要求455365339.68ST500/498413/40

9、77.4/6.5從以上可知，在鍛造加熱溫度一定的條件下，采用不同的始終鍛溫度，對鍛件的性能有一定的影響，在420始鍛時得到的性能綜合指標較好。采用自由鍛鍛造工藝試驗方案2所生產(chǎn)的7050鋁合金鍛件具有更好的綜合機械性能。在加熱溫度上實測大型鍛件在鍛造時有溫升現(xiàn)象，為保證鍛件質(zhì)量，選用420+10對坯料進行加熱、始/終鍛溫度為420 / 360的鍛造工藝參數(shù)較好。3.3.2 無損檢測對試件2、試件3鍛件進行超聲波檢查，符合GBJ1580A-2004中的A級標準。3.3.3 鍛造工藝參數(shù)對7050鋁合金鍛件組織影響在相同的加熱溫度下，經(jīng)不同的始鍛和終鍛溫度下鍛造，其顯微組織放大500倍視察見圖4、圖5、圖6。 圖 4 方案1的金相組織圖 圖 5 方案2的金相組織圖圖 6 方案3的金相組織圖從圖中可看出，經(jīng)過鍛造后，鍛件未見過燒組織， 在試驗方案的溫度范圍內(nèi)基本沒有變化。4、結(jié)論通過上述試驗，采用自由鍛鍛造工藝和所制定的熱處理工藝生產(chǎn)的7050鋁合金鍛件，選用420+10對坯料進行加熱、始/終鍛溫度為420 / 360的鍛造工