一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种测试方法，属于铅合金性能研究领域。
【背景技术】
[0002] 2024是可热处理强化的铅合金，经固溶处理，自然时效或人工时效后具有较高的 强度。该合金还具有良好的成形性能和机械加工性能，能获得各种类型的制品，是最广泛 应用的铅合金之一。在生产上，一般2024合金工件只要求进行固溶+自然时效或固溶+ 人工时效处理，并无性能指标要求。但是对于某些特殊工件有具体的性能要求。由于2024 合金性能数据不全，而且原材料状态对热处理性能也有影响，给工艺编制带来了困难。
[0003] 生产中2024合金工件1及工件2分别要求60~105皿及100~120皿，测试原材料 硬度为12(T125皿S，需要进行过时效处理。先对试块处理确定了过时效温度，但处理工件 时硬度不合格，因此又要进行固溶+时效+过时效处理，送样增加了生产周期。初步的试 验表明过时效硬度对温度及保温时间很敏感，不易控制，与W往处理铅合金的情况不同。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于；提供一种测试热处理工艺对2024铅合金力学性能影响的方 法，用W研究热处理工艺对2024铅合金力学性能的影响。
[0005] 本发明的方案如下；一种测试热处理工艺对2024铅合金力学性能影响的方法，所 述方法的步骤如下： 选用固溶+自然时效状态的2024铅合金，从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样， 粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及 标准拉伸试样； 具体热处理过程如下：取六组试样，分为R01、S1、S2、S3、S4、S5,每组包括拉伸试 样3件、硬度试样1件、金相试样1件，分别按如下工艺进行热处理；ROl原材料不处 理；Sl退火+固溶+室温下放置4天W上；S2固溶+人工时效+19(TC X化空冷；S3退 火+固溶+190°CxMi空冷；S4退火+固溶+IOCTCx化+190°Cx4h空冷；S5退火+固溶 +120°C x：3h+19(rC X化空冷； 之后，对试样进行拉伸试验、硬度试验和金相观察，分析热处理工艺对2024铅合金力 学性能的影响。
[0006] 所述退火工艺为；380度Xl. 5h，炉冷；固溶工艺为；495度Xlh,水冷。
[0007] 本发明与现有技术相比，主要优点是开展了热处理工艺对2024合金性能的影响 的研究，得出适合产实际的2024合金热处理基本数据，为生产提供技术支持，W便于在 工艺编制时根据技术要求，选定工艺参数，避免边生产边试验，影响生产任务的完成。
【具体实施方式】
[0008] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明作进一步地详细 描述。 实施例
[0009] 提供一种测试热处理工艺对2024铅合金力学性能影响的方法： 试验原材料为固溶+自然时效状态2024铅合金，化学成分如表1所示。
[0010] 从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样，粗加工后进行退火+固溶+时效、过 时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及标准拉伸试样，然后测试力学性能、 硬度。
[0011] 取六组试样，分为R01、S1、S2、S3、S4、S5,每组包括拉伸试样3件、硬度试样1件、 金相试样1件，按表2工艺进行热处理。退火工艺为：380度Xl. 5h，炉冷；固溶工艺为： 495度XIh,水冷。
[0012] 固溶、时效后的力学性能及硬度测试结果见表2。由表2的数据可见，固溶+自然 时效状态原材料经退火+固溶+自然时效处理后强度、硬度变化不大，塑性略有升高。比较 Sl和S3的结果，发现固溶后自然时效与人工时效的性能差别较大，自然时效后力学性能 好，强度及断后伸长率均比经人工时效的高36%，而且抗腐蚀性好，所W该合金一般在自 然时效状态下使用。但自然时效是WG. P.区强化为主的，组织不稳定，所W当工作温度 或在工艺过程中加热温度超过100度时，建议采用人工时效状态。比较单级时效和分级时 效的结果发现，分级时效后硬度与强度大幅升高，强度提高了 50%，而塑性并未降低，送 说明分级时效起到了提高弥散强化效果的目的，能提高铅合金的综合性能。当然分级时效 的效果与分级时效工艺有很大的关系，从S4与S5两种分级时效后合金的性能可W看出， S4试样的性能较差，送可能与第一阶段的形核温度低及最终时效的保温时间不够有关。只 有合理选择分级时效工艺才能提高铅合金的力学性能。
[001引结论 (1)固溶+自然时效态2024铅合金过时效处理，随过时效温度升高，硬度下降，在 250度W下降低缓慢，25(T340度急速下降，34(T360度之间基本不变，超过360e后又快 速下降。获得10(T120皿S硬度的过时效温度范围很窄，为26(T280度。
[0014] (2)获得100~120皿S硬度的过时效工艺为270度x2 h，空冷；获得60~105皿S 硬度的过时效工艺为300度x2 h，空冷。
[0015] (3)固溶+自然时效态2024铅合金工件，185度稳定化处理后性能变化不大，但 工件校正效果差；300度稳定化处理后，校正效果好，但硬度大大降低，影响了工件的性 能。薄板最佳稳定化处理工艺为240度保温6^8 h炉冷。
[0016] (5) 2024铅合金分级时效能提高综合力学性能，特别是强度可提高50%。
【主权项】
1. 一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，其特征在于所述方法的 步骤如下： 选用固溶+自然时效状态的2024铝合金，从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样， 粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及 标准拉伸试样； 具体热处理过程如下：取六组试样，分为R〇l、SI、S2、S3、S4、S5,每组包括拉伸试 样3件、硬度试样1件、金相试样1件，分别按如下工艺进行热处理：R01原材料不处 理；S1退火+固溶+室温下放置4天以上；S2固溶+人工时效+190°Cx6h空冷；S3退 火+固溶+190°Cx6h空冷；S4退火+固溶+100°Cx2h+190°Cx4h空冷；S5退火+固溶 +120°C x3h+190°C x5h 空冷； 之后，对试样进行拉伸试验、硬度试验和金相观察，分析热处理工艺对2024铝合金力 学性能的影响。2. 根据权利要求1所述一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，其特 征在于：所述退火工艺为：380度xl.5h，炉冷；固溶工艺为：495度xlh，水冷。
【专利摘要】本发明提供一种测试热处理工艺对2024铝合金力学性能影响的方法，选用固溶+自然时效状态的2024铝合金，从固溶+自然时效状态的2024棒料上取样,粗加工后进行退火+固溶+时效、过时效热处理试验，处理后加工成金相试样、硬度试样及标准拉伸试样；之后，对试样进行拉伸试验、硬度试验和金相观察，分析热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。用以研究热处理工艺对2024铝合金力学性能的影响。本发明属于铝合金性能研究领域。
【IPC分类】G01N25/00
【公开号】CN105527309
【申请号】CN201410512590
【发明人】贾艳阳
【申请人】贾艳阳
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2014年9月29日