时效制度对新型Al-Cu-Li合金组织与性能的影响

2014-08-13郑子樵范春平钟继发孙景峰

中国有色金属学报 2014年4期

程彬，郑子樵，范春平，钟继发，韩烨，孙景峰

(中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083)

铝锂合金具有密度低、比强度和比刚度高等优异性能，在航天航空应用领域备受关注，但早期开发的一些铝锂合金也存在着力学性能各向异性大，热稳定差等缺点，这严重影响了材料的工艺性能和最终使用性能。目前，通过添加微合金化元素调控微观组织成为改善铝锂合金性能的重要方向。研究表明：在Al-Cu-Li合金中添加少量的Mg和Ag，能够促进T1相(Al2CuLi)析出，并抑制其长大[1−2]，从而提高合金强度并改善耐热性能；添加少量Mn可控制晶粒结构、降低合金各向异性[3]；添加少量Zn可产生固溶强化和时效强化作用，并能显著提高腐蚀性能[4]。基于上述研究思路，西方各国通过调整Cu和Li质量比和添加少量微合金化元素，成功开发了 2097、2195、2197和2099等一系列性能优异的第三代铝锂合金，并在航天航空领域获得广泛的应用。

针对我国航天需求背景，本文作者以微合金化理论为依据，在分析传统的Al-Cu-Li系列合金基础上，通过调整 Cu、Li含量，并复合添加 Mg、Ag、Zn、Mn设计了一种新型Al-Cu-Li合金，该合金的组织性能研究在国内外未见详细报道。本研究表明该合金具有超高强度、低各向异性、良好的热稳定性等优异性能，具有广泛的潜在应用前景。深入探讨该合金的组织和性能之间的关系对于该合金未来在航空航天工业的应用具有重要的实际意义。