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Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金循环蠕变时效研究

2021-06-30刘彦鹏刘晓艳杨鸿儒王艳琴王路路郑立允

刘彦鹏,刘晓艳*,杨鸿儒,王艳琴,王路路,郑立允,申 勇

(1. 河北工程大学 材料科学与工程学院,河北 邯郸 056038;2. 新型铸管有限公司,河北 邯郸 056038)

Al-Cu-Mg-Ag合金是在传统Al-Cu-Mg系变形耐热铝合金基础上经过性能优化而发展起来的新型航空应用耐热铝合金材料,由于具有良好的耐热性能在航空航天领域具有广阔的应用前景。国内外学者通过对其微合金化、热处理等进行研究,不断提高其综合性能[1]。其中时效处理是一种有效提高合金性能的方法,目前研究的有单级时效[2]、断续时效[3]、应力时效等[4]。蠕变时效成形技术(Creep Aging Forming,CAF)是为解决大型壁板成型的一种新型时效工艺[5]。CAF既能利用合金在应力场和温度场共同作用下的蠕变松弛行为来获得满足形状尺寸要求的整体壁板,又能利用传统时效使合金保持良好的力学性能和抗腐蚀性能,既能“控形”,又能“控性”[6]。CAF与传统的压弯成形、喷丸成形、滚弯成形等相比具有残余应力低、制造周期短等优点[7-8]。金属材料在高温疲劳条件下是受到蠕变-疲劳的交互作用,蠕变导致材料内部出现晶界孔洞,而疲劳导致材料局部萌生疲劳裂纹,蠕变损伤和疲劳损伤的作用机制完全不同。总的来说,疲劳并非总是加速蠕变损伤。受材料类型、合金成分和服役条件等的影响,循环载荷也可以抑制材料的蠕变损伤。基于此,本文设计了循环载荷蠕变时效。

本文以Al-Cu-Mg-Ag新型耐热铝合金为研究对象,采用力学性能测试、晶间腐蚀性能测试、剥落腐蚀性能测试研究了循环蠕变时效对合金力学性能和抗腐蚀性能的影响,结合电化学分析、透射电子显微分析、金相分析等手段对其机理进行探讨,并得出合金适宜的时效处理工艺。……

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