2A14-T6铝合金棒材机加工断裂原因分析
2021-06-08李晓波梁晓宁孙静波
轻合金加工技术 2021年11期
李晓波,梁晓宁,孙静波
(南山铝业股份有限公司,山东 龙口 265700)
2A14铝合金属Al-Cu-Mg-Si系可热处理强化变形铝合金,具有较高的强度、塑性以及可焊性能等优点,是制造武器装备和航空器结构件的重要材料。随着航空航天铝合金结构件逐步向整体轻量化发展,对材料的加工、制造性能提出了更高的标准和要求。
某公司为用户生产T6状态φ260 mm的2A14铝合金挤压棒材,用户按照工件尺寸先将棒材锯切成若干等份,然后对每一段棒材进行机械加工。在机械加工过程中工件发生局部块状材料崩落,同时发现工件截面出现裂纹。用户认为是生产单位提供的铝合金棒材存在质量问题,提出质量异议。为了找到棒材机械加工中出现断裂的原因,观察工件的宏观结构和显微组织,以确定断裂的性质。
1 试验过程与分析
1)2A14-T6铝合金棒材机加工件断裂处宏观形貌
用户机加工完成工件的车削面外观形貌和断裂剖面图见图1和图2。机加工过程是首先对棒材的外圆表面进行切削加工,然后在棒材一端进行车削圆柱形。由图1可以看到沿工件圆柱横截面大约1/2圆处存在一条弧形裂纹,在中心部位的小平台约1/3处呈半圆形脆性断裂。在图2完整工件剖面示意图中弧线处为裂纹走向示意。

图1 棒材机加工后的外观形貌Fig.1 Appearance of a bar after machining

图2 棒材机加工工件开裂处剖面图Fig.2 Profile of the bar cracking after machining
2)宏观组织观察
在棒材机加工件缺陷部位截取纵向宏观试片,将试片横截面铣削平后,放入质量分数为20%~25%的NaOH水溶液中浸蚀25 min后光洗,宏观组织形貌见图3所示。……
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