人工时效时间对铝合金硬度的影响

赵彤 马园野 杜晓明

摘要：针对研究时效时间对Al-Cu-Mg合金硬度的影响，在相同的时效温度下，对Al-Cu-Mg合金固溶时效态样品的时效时间进行一定程度的改变，并借助数字显式维氏硬度仪进行测量和分析，从而确定了时效时间对Al-Cu-Mg合金硬度的影响规律。结果表明：Al-Cu-Mg合金在时效温度为180℃时，随着时效时间的延长，会有硬度峰值的产生，本次试样的硬度峰值出现在时效20h左右。

关键词：Al-Cu-Mg合金；时效时间；硬度

中国分类号：TG249.2 文献标志码：A

Effect of artificial aging time on hardness of Al-Li Alloy

ZHAO Tong1，MA Yuanye2，DU Xiaoming1

（1.Shenyang Ligong University，ShenYang 110159，China；2.Nanjing Campus of Artillery Air Defense Institute，Nan Jing211132，China）

Abstract：This paper studies effect of aging time on hardness of Al-Cu-Mg alloy.Under the same aging temperature，the aging time of Al-Cu-Mg alloy in solution aging state was changed to a certain extent，and the measurement and analysis are carried out by means of digital explicit Vickers hardness instrument.The effect of aging time on hardness of Al-Cu-Mg alloy was determined.The results show that：The aging temperature of Al-Cu-Mg alloy is 180℃，as the aging time is prolonged，the hardness peak is generated，The peak hardness of the sample is about 20h.

Key Words：Al-Cu-Mg alloy；Aging time；Hardness

1.實验材料及方法

1.1试样制备

本实验试验选用的材料是某公司提供的Al-Cu-Mg系铝锂合金板材，对合金试样的原始热处理状态为T8态，实验所用的板材厚度为6mm，本实验所用的硬度测试试样尺寸大小为20mm×12.5mm，标距20mm[3]。

1.2实验方法

在实际实验操作的固溶处理时，为了防止试样在固溶加热的过程中出现过烧现象，综合来确定Al-Cu-Mg系铝合金试样厚板的固溶温度为505℃[2]。实验所用铝锂合金的固溶处理在控温精度在±5℃的固溶热处理炉中进行，保温100min后立即在室温下水淬。采用的单级人工时效，在电热鼓风高温干燥箱中进行。固溶处理并水淬火后，将试样在180℃条件下进行人工时效处理，时效时间分别为6h、12h、16h、20h、26h、34h。时效处理之后对试样的表面进行打磨和抛光后就可以对铝合金的硬度进行测量。

2.实验结果及讨论

Al-Cu-Mg系铝合金的强度，在时效处理过程中所析出的细小析出相，对该铝锂合金起主要的强化作用[3]。图2.1展示了铝锂合金试样在时效温度均为180℃的过程中硬度值随不同的时效时间的变化情况。从中可知，经过一段时间的固溶时效处理后，维氏硬度值会较未处理试样有所增加。后来随着时效时间的增加，硬度逐渐变大。当时效时间为20h左右时，硬度达到最大值为230.52HV。然后随着时效时间的继续增加，硬度值会略有降低，一直波动不大，最终会趋于一个定值。所以该Al-Cu-Mg合金的初始阶段维氏硬度会有所增加，达到峰值后硬度有所降低，最终稳定。

3.结论

本实验用固溶时效的处理手段制备了时效温度均为180℃，时效时间分别为6h、12h、16h、20h、26h、34h。之后对它们进行硬度测量，经过一定时间时效后该Al-Cu-Mg合金的维氏硬度总体上比经过固溶处理的铝合金要高；随着时效时间的延长，会有硬度峰值的产生，本次试样的硬度峰值在时效20h左右，硬度峰值为230.52HV。

参考文献

[1]陈飚. 铸造Al-Li-Cu-Mg-Zr系合金热处理工艺的研究[D]. 硕士学位论文，西华大学，2006.

[2]周昌荣，潘青林等. 变形量和时效对Al-Cu-Li 合金组织性能的影响[J]. 材料科学与工程，2008，4（16）：585-588.

[3]孙志强. 铝合金时效成形微观组织和性能及疲劳断裂特征[D]. 硕士学位论文，大连理工大学，2009.

作者简介：赵彤（1994-10）；女；汉族；辽宁省沈阳市；硕士研究生；研究方向：凝固成型及控制技术。

通信作者：杜晓明（1976-），男，教授，研究方向：凝固成型及控制技术，沈阳理工大学材料科学与工程学院。

（作者单位：1沈阳理工大学 材料科学与工程学院；

2.炮兵防空兵学院南京校区）