张辉玲，姜 鹏，王春晖，王金花，赵国奇

（黑龙江省哈尔滨市平房区东北轻合金有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150000）

铝锂合金是航空、航天等国防重点领域的主要合金，由于其强度高，密度比传统铝合金更低等诸多优势，得到的广泛的应用。为了尽快实现2195铝锂合金型材工业化生产，本研究通过对2195热处理制度的研究，最终确定了2195铝锂合金的热处理制度。

1 试验材料及试验方案

1.1 试验材料

试验材料采用2195铝锂合金铸锭，挤压成棒材坯料，最后挤压成型材成品。

1.2 试验方案

（1）淬火制度。根据有关资料，2195铝锂合金的淬火温度应该在505℃，本试验针对该温度区间，摸索制度，以505℃为基础，上下各10℃区间，即495℃，505℃，515℃三个温度区间。时效统一采用165℃，24h进行时效。

（2）时效制度。时效工艺是影响2195铝锂合金最主要的因素，根据相关资料，各研究的制度均不相同，本研究根据资料选择时效温度155℃、165℃、175℃，时效时间24h、30h、36h、42h进行正交试验研究。

（3）张力矫直对型材力学性能影响研究。按照国外2195铝锂合金板材的研究成果来看，张力变形对2195铝锂合金的力学性能有较大的影响。本工艺研究对型材张力矫直工艺进行研究。其中重点对比没有拉伸状态，即T6状态，正常型材拉伸状态2.0%～3.0%；加大拉伸量3.0%～4.0%。对比拉伸工艺对型材力学性能的影响。

2 试验结果与分析

2.1 淬火工艺的确定

淬火是成品的固溶过程，其结果直接影响时效后产品的力学性能，在不考虑拉伸等因素影响，直接通过时效工艺预判淬火工艺的合理性。根据多数资料的介绍的时效工艺，时效统一采用165℃，24h进行时效，其实验结果见表1，通过表1分析来看，淬火温度达到495℃以后，其基本热出现后的效果差不多，而505℃略高于495℃，515℃与505℃基本一致。因此，固溶温度选用505℃，而保温时间按照GJB 1694型材的最大壁厚来确定。

表1 不同淬火工艺的性能指标

2.2 时效工艺和拉伸工艺的确定

时效工艺是影响2195铝锂合金最主要的因素，为了便于分析我们见实验结果图示化，具体结果见图1～图3。

在分析结果时，我们发现热处理工艺与拉伸工艺需要结合来分析，其对2195铝合金型材的工艺是有综合影响的。

图中的拉伸量3%即为2.0%～3.0%，拉伸量4%即为3.0%～4.0%，没有拉伸的就是T6状态。

通过图1和图2分析，我们可以看出，有拉伸和没有拉伸的型材强度影响非常大，在没有拉伸的条件下，很难达到预定目标的强度指标。通过图1分析，以3%，4%的拉伸量的型材来看，其力学性能基本接近，而采用大拉伸量4%的最高强度可以达到604Mpa，而采用3%拉伸量的条件下，时效的对强度有一定影响，即当时效时间为24h的时候其强度明显低于与30h，而当时效时间达到30h时，强度随时间的变化不大，但当时效时间达到42h时，其强度略有下降。而时效温度整体上来看，155℃和165℃都可以达到良好的强度指标，但当时效温度达到175℃时，其强度明显下降。因此，对于抗拉强度来说，时效温度应该选择在155℃或165℃，时效时间应该在30h～36h比较合理。

图1 时效制度对抗拉强度影响

相比抗拉强度曲线，规定非比例延伸强度曲线更加明显的反映了，时效温度和时效时间对力学性能的影响。其结果与抗拉强度一致，因此，时效温度应该选择在155℃或165℃，时效时间应该在30h～36h比较合理。

图2 时效制度对规定非比例延伸强度影响

拉伸工艺对断后伸长率来说，是影响比较复杂的，在低温时效是，其没有拉伸的型材延伸率非常高，但当达到高温时，拉伸工艺则对延伸率产生了有利的影响，如图3所示。综合分析来看，4%的拉伸量的延伸率是明显低于3%拉伸率的。而时效温度和时效时间的影响趋势是与强度指标基本一致。

图3 时效制度对断后伸长率影响

综上，根据设计需求的指标来看，我们最合理的时效工艺为，时效温度155℃，时效保温时间为30h～36h。拉伸工艺选择2.0%～3.0%的拉伸。

3 结论

（1）2195铝锂合金最佳的热处理工艺为：淬火温度505℃，时效温度155℃，时效保温时间30h。

（2）张力拉伸对合金的抗拉强度，规定非比例延伸强度影响较大，合理的拉伸工艺为拉伸量控制在2.0%～3.0%。