（毕业设计论文）《LD5铝合金锻造工艺及热处理研究工艺》.docVIP

LD5铝合金锻造工艺及热处理研究工艺 （陕西理工学院 材控 ） 指导老师： 【摘要】：由于细晶粒组织对锻件的硬度、塑性、抗腐蚀性、疲劳极限、断裂韧性及外观均有良好的影响，因此如何控制锻件的晶粒度，一直是锻造研究工作的重要课题。本课题以LD5合金为例研究该合金锻件晶粒细化的最佳锻造工艺及热处理工艺，以提高LD5合金的综合力学性能。 【关键词】：铝合金；锻造；热处理 引言 1.1铝合金的研究现状 铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，对铝合金焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。 铝的密度小（ρ=2.703g/cm3），熔点低（660℃），铝是面心立方结构，故具有很高的塑性（δ:32~40%，ψ:70~90%）。抗腐蚀性能好；但是纯铝的强度很低，退火状态 σb 值约为8kgf/mm2，故不宜作结构材料。通过加入合金元素及运用热处理等方法来强化铝，就得到了一系列的铝合金。合金在保持纯铝质轻等优点的同时还能具有较高的强度，σb 值分别可达 24～60kgf/mm2。这成为理想的结构材料，广泛用于机械制造及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。 材料名称：2A50 旧称：LD5 　标准：YS/T 439-2001 制作工艺：2系铝合金的一般挤压加工方法，即挤压——固溶处理——自然失效。通过工艺试验，分析了淬火加热温度、淬火保温时间等对2A50铝合金挤压型材力学性能和布氏硬度的影响。试验结果表明，固溶淬火温度控制在520℃，保温时间根据型材厚度控制在40 min以内，保证材料的加热均匀度，可以生产出高强度、高硬度的2A50铝合金型材。 　特性及适用范围： 　高强度锻铝在热态下具有高的可塑性，易于锻造.冲压；可以热处理强化，在淬火及人工时效后的强度与硬铝相似；工艺性能较好，但有挤压效应，故纵向和横向性能有所差异；抗蚀性较好，但有晶间腐蚀的倾向；可切削性能良好，电阻焊.点焊.缝焊性能良好，电弧焊和气焊性能不好。 　化学成份： 　硅Si：0.7-1.2 　铁Fe: 0.7 　铜Cu：1.8-2.6 　锰 Mn:0.40-0.8 　镁Mg：0.40-0.8 　锌Zn：0.30 　钛Ti：0.15 　镍Ni：0.10 　铝Al：余量 由于细晶粒组织对锻件的硬度、塑性、抗腐蚀性、疲劳极限、断裂韧性及外观均有良好的影响，因此如何控制锻件的晶粒度，一直是锻造研究工作的重要课题。本课题以LD5合金为例研究该合金锻件晶粒细化的最佳锻造工艺及热处理工艺，以提高LD5合金的综合力学性能。 研究LD5棒材超塑性变形工艺参数与力学性能的关系。结果表明，LD5铝合金棒材经过495℃×3h固溶、390℃×4.5h过时效+360℃自由镦拔的预处理后，当超塑性变形温度为455℃时，拉伸最佳的变形速率为3.35×10-3mm/s，最高伸长率为475%，相应的流动应力为17MPa。当超塑性变形温度为460℃时压缩最佳的变形速率为2×10-2mm/s，最大伸长率为598%，相应流动应力为21MPa。预处理方法是提高LD5铝合金塑性、降低变形抗力的高效、低成本方法。 提高材料的硬度，韧性，塑性，抗腐蚀性，疲劳极限，断裂韧性以及外观，而且有效的降低成本就是做这个课题的根本目的。 铝合金密度低，但强度比较高，接近或超过优质钢，塑性好，可加工成各种型材，具有优良的导电性、导热性和抗蚀性，工业上广泛使用，使用量仅次于钢。 理想的结构材料，广泛用于机械制造、运输机械、动力机械及航空工业等方面，飞机的机身、蒙皮、压气机等常以铝合金制造，以减轻自重。采用铝合金代替钢板材料的焊接，结构重量可减轻50%以上。（1）电极材料。优良的导电性能使泡沫铝可被广泛应用于镍锌电池、双电层电容器等新型电池的电极骨架材料，目前泡沫铝已获得多家镍锌电池生产厂家试用，并投入批量使用，同时，泡沫铝有望作为双电层电容器电极集流体获得推广应用；另外，泡沫铝作为电解回收含铝废水的电极材料使用，也具有非常广阔的前景。（2）催化剂。在许多有机化学反应中，人们尝试直接利用具有大比表面积的泡沫铝替代冲孔铝板，作为化学反应催化剂；泡沫铝作为光催化空气净化载体，也获得了较为成功的应用（3）导热材料。泡沫铝具有优良的导热性能，使其成为性能优异的阻燃材料，在国外许多先进的消防器材上获得应用，尤其是作为火焰隔离器材具有优异的效果；另外，人们利用泡沫铝优良的导热性能及表观