文/李彩凤·航空工业江西景航航空锻铸有限公司

粗晶缺陷是铝合金模锻件常见缺陷之一，它降低锻件的强度。在锻件的粗晶组织以及由粗晶组织向细晶组织急剧变化的过渡区，锻件的疲劳强度降低。我公司生产的防扭臂锻件，材料为LD10,热处理交付状态为CS，锻件尺寸如图1所示。原生产设备为3t 模锻锤，因模锻锤生产精度较低，批量生产过程中，常常出现非加工表面撸伤问题，如图2 所示，导致锻件报废。

图1 防扭臂锻件尺寸图

图2 防扭臂锻件锤上模锻时易撸伤

2020 年3 月，该防扭臂锻件转产至1000t 电动螺旋压力机上锻造，试制过程中撸伤问题得到解决，但出现了粗晶问题，如图3 所示。后采用了多种方案，共投制了4 个批次试制件，均未能解决粗晶问题。因试制周期过长，严重影响了产品交付。

图3 防扭臂锻件低倍整体粗晶问题图片

经对比，转产前后变形工步相同，锻造加热制度相同，热处理制度相同，仅锻造设备不同。

粗晶问题原因分析

化学成分的影响

受化学成分的影响，该合金为Cu—Аl 系铝合金，当合金中含有Fe、Mn、Cr、Zr 等元素时能生成FeАl3、MnАl6、CrАl3等弥散相，可阻碍再结晶晶粒均匀长大，但加热至高温时少数晶粒晶界上的弥散相因溶解而首先消失，这些晶粒就会率先急剧长大，形成少数极大的晶粒。但该牌号的合金恰恰不含Cr、Zr 等元素，仅含的Fe、Mn元素也是少量的，可见该牌号的铝合金在热加工时易产生粗晶。

原材料粗晶环

受原材料粗晶环的影响，粗晶环在变形时不易充分破碎，导致回复与再结晶时呈弓形向金属内部长大，但该批原材料未见粗晶环。……