时效制度对AA6156铝合金拉伸性能和断裂韧性的影响.pdf

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1、第42卷第1O期稀有金属材料与工程、，o1．42．No．102013年1O月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERINGOctober2013时效制度对AA6156铝合金拉伸性能和断裂韧性泊勺影响钟警，郑子樵，佘玲娟，李红萍2，吴秋萍(1．中南大学，湖南长沙410083)(2．上海飞机设计研究院，上海200232)摘要：研究了AA6156铝合金在不同时效状态下的拉伸性能和平面应力断裂韧性。结果表明：AA6156合金薄板在自然时效态下断裂韧性最好，但强度偏低；在190℃单级峰时效

2、和175~C／6h+190~C／13h双级过时效态下强度较好，但断裂韧性偏低；而在175℃／2h+200~C／0．5h双级时效态下达到较理想的强韧性匹配。由透射电镜和扫描电镜观察其微观组织及断口形貌得出：双级时效时，第一级预时效处理能增大GP区的析出数量，从而在后续第二级时效时极大地促进相更密集、更均匀地析出。时效制度对AA6156合金断裂韧性的影响主要取决于晶内析出相，而受晶界微观组织结构的影响较小。关键词：AA6156铝合金；微观组织；时效制度：断裂韧性中图法分类号：TG146．1+2；TG1

3、13文献标识码：A文章编号：1002—185x(2o13)10．2163—06A1．Mg—Si．Cu系变形合金AA6156是法国Pechiney究内容之一，本实验将系统研究AA6156铝合金薄板公司于2003年开发的AA6056合金的改进型合金【1]。在不同单级、双级时效制度下的拉伸性能和断裂韧性，与AA2024一T351合金相比，AA6156一T6合金密度要低并探讨微观组织与合金强度和断裂韧性之间的关系，2．2％，尤其是耐蚀性和焊接性能更好；与AA6056．T78以期通过优化时效工艺来达到强韧性

4、的最佳匹配，为合金相比，包铝的AA6156．T6合金在不降低耐蚀性的我国大飞机选材提供参考[】。前提下，强度提高3％，而断裂韧度提高10％[2．3]。具1实验备优良综合力学性能的AA6156合金[4]能够满足航空工业降低生产成本和减轻机身质量的需求，因而在航实验用AA6156铝合金是国外某公司生产的商业天航空、交通运输等领域有着广泛的应用前景。采用用大规格板材，厚度为3．6mm，其中包铝层厚约70激光焊接技术的AA6156一T6合金已代替采用传统铆btm，原始状态为自然时效态(T4)。参照AMS4

5、405、接技术的AA2024．T351合金，作为机身下部蒙皮在AMS4404A，选取单级时效制度190℃／0．5h，5h，A340—500／600和A380客机上使用L5J。12h，175℃／2h和双级时效制度175℃／2h+200℃对要求高耐损伤性能的飞机结构件而言，强度和／0．5h，2h，175℃／6h+l90℃／13h进行时效处理。断裂韧性是两项极其重要的性能指标。众所周知，时AA6156合金断裂韧度测试按照标准ASTME561进效工艺能改变合金微观组织中析出强化相的类别、尺行，采用紧凑拉伸

6、试样(CT)，取样方向为T-L方向，寸和分布，从而影响合金的强度和断裂韧性。对于在MTS810型试验机上进行平面应力断裂韧度测试，AA6156合金，AMS标准中给出的是T62单级峰值时预制的疲劳裂纹长约2mm。采用R阻力曲线法，由效制度。大量研究表明，与单级时效相比，双级时效此求得其平面应力断裂韧度。往往能提高某些铝合金的综合性能【，即便单级时效沿L方向截取试样在MTS858型试验机上进行常的时效温度对合金微观组织和性能也有很大影响。到规力学性能的拉伸测试；在FEIQuanta200环境扫描目前为

7、止，有关AA6156合金时效制度的研究报道甚电镜(SEM)上对断口进行观察，加速电压为15kV：少【9]，鉴于此，作为我国大飞机机身结构选材前期研金相组织在LeicaDMILM光学显微镜下进行，第二相收稿日期：2012．09．28基金项目：国家重点基础研究发展规划资助项目(2005CB623705)作者简介：钟警，男，1988年生，硕士生，中南大学材料科学与工程学院，湖南长沙410083，E-maihzhongjingyaming@163．COm稀有金属材料与工程第42卷粒子在GENESIS60E

8、型能谱仪上进行能谱分析，并使峰时效态相当的强度，其断裂韧度高l1MPax／~，用分析测量图像软件Imagepro．Plus6．0测量其体积分延伸率则高4％。比较表1中所列时效制度的力学性能数；显微组织在TecnaiG220型透射电镜(TEM)上观察，结果可知，175℃／2h+200℃／0．5h时效态合金的综加速电压为200kV。透射电镜薄膜试样经机械减薄合力学性能最好，其抗拉强度、屈服强度和断裂韧度后，在MT-PI型双喷电解减薄仪上，用25％硝酸+75％分别为370MPa、316M