Cu含量對Al-Cu-Mn合金力學性能各向異性的影響
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編輯：中冶有色網
來源：余芳,徐道芬,陳送義,陳康華,王習鋒,劉德博,馬云龍,黃誠,鄢東洋
2024-04-19 11:45:23
大推力運載火箭是我國實施太空發展戰略的重要保證[1,2]
Al-Cu-Mn系高強鋁合金具有高比強度、良好的焊接性、抗應力腐蝕和優異的低溫性能,已用于制造火箭推進劑貯箱環件[3,4,5]
隨著貯箱環件尺寸的增大,提高環件的綜合性能特別是力學性能的低各向異性是亟待解決的問題
為了提高Al-Cu-Mn系高強鋁合金的綜合性能,國內外學者重點研究了冷變形和時效熱處理對其性能的影響
Jabeen[6]等發現,2219鋁合金經過210℃/6 h與190℃/36 h時效處理后具有相同的力學性能,二者具有相似的微觀結構;馬征[7]研究冷變形及時效對2219鋁合金組織性能的影響時發現,2219鋁合金的主要析出相θ′相的強化效果大于θ″相,形變強化與時效強化在變形-時效過程有競爭相消關系;周蓉蓉[8]等對2219鋁合金進行預拉伸處理,發現增大預拉伸量使時效脫溶序列提前出現;Wang[9]等發現,2219鋁合金鍛件預變形處理后時效析出相更加分散,使鍛件的屈服強度顯著提高
Cu是Al-Cu-Mn系高強鋁合金的主要合金元素,其主要作用是固溶時效后析出納米級θ′相以提高強度
高含量的Cu以微米級的Al2Cu相的形式存在,使合金的塑性顯著降低[10,11,12]
邢軍[13]等研究Cu含量對2219鋁合金鍛件及其焊接接頭組織與性能的影響時發現,降低Cu含量使合金的延伸率提顯著高
本文研究Cu含量對Al-Cu-Mn系鋁合金Al2Cu相與力學性能各向異性的影響,以及微米級Al2Cu相對Al-Cu-Mn系鋁合金鋁合金斷裂的影響
1 實驗方法
使用高純Al(99.99%(質量分數,下同))、高純Cu(99.99%)、Al-14.55Mn、Al-5.1Ti、Al-5.0Zr、Al-58.75V中間合金為原料制備Al-Cu-Mn鋁合金鑄錠
鑄錠的熔煉溫度為760℃~800℃,經六氯乙烷(C2Cl6)精煉扒渣后靜置約30 min澆入直徑為120 mm的水冷鋼模中,配制出4種不同Cu含量的鑄錠試樣
用直讀光譜儀測得的合金成分,列于表1
Table 1
表1
表1Al-Cu-Mn鋁合金化學成分
Table 1Chemical compositionof Al-Cu-Mn aluminum alloy (mass fraction, %)
Sample No.
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2025年07月18日 ~ 20日 
