3-36 循环处理对铝合金机械性能和组织结构的影响汤光平 黄文荣冷处理在黑色金属上已得到了广泛应用，而且对其效果和机理也进行了深入探讨。作为冷处理的进一步发展，高低温循环处理（也有人称深冷处理）用于有色金属以提高材料性能、降低残余应力、增强尺寸稳定性已有少量报道。但是循环处理后铝合金的微观组织结构的具体变化及其对宏观机械性能的影响却很少报道。 现以 LD10合金为材料，测定并分析了利用不同工艺路线和参数进行循环处理后的微观组织，并探讨了材料机械性能的变化。表1中S、A、C和A¢ 分别表示固溶、时效、循环处理和二次时效。(1) 机械性能。除R4外,经过循环处理各试样性能均超过了YB622-66关于LD10合金的规定性能指标。R4的抗拉强度s b较低，是由于固溶和循环处理后未进行时效处理，强化相固溶在基体a 相中没有析出，弥散强化的效果未得到充分体现，在宏观上表现为强度较低。 比较经R2、R3和R5处理的试样可以发现，循环处理后，sb和d10均有所提高，R3的强度sb为418.30MPa，d10为11.15%；R5的强度sb为436.59MPa，d10为12.98%；而R2的强度sb为410.82MPa，d10为9.99%,说明循环处理能够同时提高铝合金的强度和塑性，而且在固溶和时效之间进行效果更明显。分别比较R6、R7和R8，R9、R10和R11处理的试样发现，R6、R7和R8的强度和塑性都非常接近，而R9、R10和R11的强度则相差无几，塑性也很接近，说明机械性能对循环处理的温差和次数不敏感。表 1 循环处理工艺方案
(2) 组织结构。组织结构影响工件尺寸稳定性和宏观变形。光学显微镜下，是否循环处理的组织没有什么差别，都是a固溶体+强化相（如CuAl2、S相、Mg2Si和W相等），从电镜组织来看，固溶时效后，几乎没有位错，强化相均匀弥散分布在基体内。固溶时效后再进行二次时效形成少量位错。在循环处理的激冷激热过程中，有大量的位错产生 ,位错呈环状、蜷线状甚至形成位错胞；同时原有的晶粒破碎，分成许多小晶粒（即亚晶）。由于亚晶的出现，相当于微观组织的细化，晶粒尺寸减小，由s=s0+Kd-1/2可知，循环处理后强度将有所提高，而材料总塑性与d-1/2成大致的直线关系，因此塑性也会提高。 |