Cu含量对Al-Cu-Mn合金力学性能各向异性的影响
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编辑：中冶有色网
来源：余芳,徐道芬,陈送义,陈康华,王习锋,刘德博,马云龙,黄诚,鄢东洋
2024-04-19 11:45:23
大推力运载火箭是我国实施太空发展战略的重要保证[1,2]
Al-Cu-Mn系高强铝合金具有高比强度、良好的焊接性、抗应力腐蚀和优异的低温性能,已用于制造火箭推进剂贮箱环件[3,4,5]
随着贮箱环件尺寸的增大,提高环件的综合性能特别是力学性能的低各向异性是亟待解决的问题
为了提高Al-Cu-Mn系高强铝合金的综合性能,国内外学者重点研究了冷变形和时效热处理对其性能的影响
Jabeen[6]等发现,2219铝合金经过210℃/6 h与190℃/36 h时效处理后具有相同的力学性能,二者具有相似的微观结构;马征[7]研究冷变形及时效对2219铝合金组织性能的影响时发现,2219铝合金的主要析出相θ′相的强化效果大于θ″相,形变强化与时效强化在变形-时效过程有竞争相消关系;周蓉蓉[8]等对2219铝合金进行预拉伸处理,发现增大预拉伸量使时效脱溶序列提前出现;Wang[9]等发现,2219铝合金锻件预变形处理后时效析出相更加分散,使锻件的屈服强度显著提高
Cu是Al-Cu-Mn系高强铝合金的主要合金元素,其主要作用是固溶时效后析出纳米级θ′相以提高强度
高含量的Cu以微米级的Al2Cu相的形式存在,使合金的塑性显著降低[10,11,12]
邢军[13]等研究Cu含量对2219铝合金锻件及其焊接接头组织与性能的影响时发现,降低Cu含量使合金的延伸率提显著高
本文研究Cu含量对Al-Cu-Mn系铝合金Al2Cu相与力学性能各向异性的影响,以及微米级Al2Cu相对Al-Cu-Mn系铝合金铝合金断裂的影响
1 实验方法
使用高纯Al(99.99%(质量分数,下同))、高纯Cu(99.99%)、Al-14.55Mn、Al-5.1Ti、Al-5.0Zr、Al-58.75V中间合金为原料制备Al-Cu-Mn铝合金铸锭
铸锭的熔炼温度为760℃~800℃,经六氯乙烷(C2Cl6)精炼扒渣后静置约30 min浇入直径为120 mm的水冷钢模中,配制出4种不同Cu含量的铸锭试样
用直读光谱仪测得的合金成分,列于表1
Table 1
表1
表1Al-Cu-Mn铝合金化学成分
Table 1Chemical compositionof Al-Cu-Mn aluminum alloy (mass fraction, %)
Sample No.
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2025年05月23日 ~ 25日 
