1、 收稿日期:淬火工装对铝合金气瓶性能的影响邵逸馨刘扬涛王大为孙万利宫 兵刘 凯金 浩.沈阳中复科金气瓶有限公司辽宁 沈阳.中复连众(沈阳)复合材料有限公司辽宁 沈阳 摘要:通过金相组织检测、力学性能检测和拉伸断口形貌分析研究了淬火工装对铝合金气瓶的力学性能和微观组织影响 研究发现铝合金气瓶的淬火工装对其微观组织和力学性能都有积极的影响 使用尺寸贴合且能保证试料垂直入水的淬火工装试料的固溶效果更好微观组织更细小均匀屈服强度、抗拉强度和延伸率更好关键词:铝合金气瓶淬火工装金相组织力学性能断口形貌分析中图分类号:.文献标志码:文章编号:():/.().:.:铝合金作为材料轻量化高强化的一种重要材料越
2、来越受到重视 铝合金是 系列合金有良好的材料加工能力被广泛应用在航天建筑领域对其力学性能有着较高的要求 第二相强化是 铝合金的主要强化方式合金中的强化相数量、大小、形状和分布是影响合金强度的主要因素增加合金中的强化相数量可以提高 铝合金的力学性能 铝合金淬火后性能的改变与相成分、合金原始组织及淬火状态组织特征、淬火条件等因素有关但淬火工装对铝合金气瓶性能的影响和强化相分布及形态的影响尚未进行系统的研究 本文针对一种规格的铝合金气瓶淬火工装对气瓶试料微观组织和力学性能的影响加以分析寻找出使铝合金气瓶获得更优异稳定综合性能的淬火工装 试验材料及方法.试验材料试验采用 的铝合金气瓶试料化学成分符合国
3、际标准 :气瓶 可重复充装铝合金无缝气瓶 设计、结构和试验 铝合金的化学成分如表 所示第 卷第 期低 温 与 特 气 年 月 表 铝合金的化学成分 元素含量/.余量.试验方法对试验的铝合金气瓶试料采用 的热处理方式 组和 组采用常规工装 组和 组采用定制工装定制工装的尺寸与试料外形的贴合度更高同时能保证试料入水时受浮力冲击后仍能保持良好的垂直状态 定制工装和常规工装的装料状态如图 所示.定制工装.常规工装图 工装示意图.热处理后对 组试料在同样的位置取样并根据相应标准进行金相试验、力学性能试验和拉伸试样断口分析 试验结果和讨论.淬火工装对金相组织的影响经过 热处理的铝合金气瓶的金相组织如图 所
4、示 从图上可见 组和 组的晶粒比 组和 组更细小析出相也更细小弥散 铝合金气瓶试料的性能与晶粒尺寸成反比关系晶粒尺寸越细小合金强度越高因此减小晶粒尺寸是强化合金有效方法 定制工装的尺寸和试料尺寸更贴合保证了试料垂直入水时试料与水面的高贴合度水进入气瓶的速度更快气瓶整体的冷却更均匀快速其淬火效果优于使用常规工装的 组和 组 同时使用定制工装的 组和 组比使用常规工装的 组和 组的析出相形态更细小、弥散、均匀析出相越细小、越均匀合金的强化效果越好图 铝合金气瓶 状态时的金相组织.淬火工装对力学性能的影响经过 热处理的铝合金气瓶的力学性能及硬度如表 所示 从表 可见 组和 组的抗拉强度、屈服强度和硬
5、度均比 组和 组有所提高延伸率更均匀稳定 铝合金气瓶的力学性能实验数据与金相组织互相印证 实验结果表明采用定制工装淬火的抗拉强度、屈服强度和延伸率更优异表 铝合金气瓶 状态时的机械性能及硬度 组别/.第 期邵逸馨等:淬火工装对铝合金气瓶性能的影响.淬火工装对拉伸断口形貌的影响经过 热处理的铝合金气瓶的拉伸断口形貌如图 所示 从图 可以看出铝合金气瓶的拉伸断裂类型为韧窝 微孔聚集性断裂在韧窝里可以清晰的看到析出相颗粒 韧窝的深浅、大小、数量取决于材料断裂时第二相粒子的大小、间距和数量 组和 组的韧窝比 组和 组更深同时大韧窝中包含许多小韧窝这些韧窝均匀地分布于断口表面 组和 组产生的析出相更细小
6、均匀弥散 这说明了定制淬火工装有细化析出相的效果通过细化析出相使铝合金气瓶的强度得到了提升 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌 组 倍断口形貌图 铝合金气瓶 状态时的断口形貌.结 论.淬火工装对铝合金气瓶的冷却效果是有影响的能让气瓶垂直入水的定制工装淬火效果更好.采用定制工装淬火的铝合金气瓶金相组织更细小析出相更弥散均匀.采用定制工装淬火的铝合金气瓶屈服强度、抗拉强度和延伸率更优异稳定参考文献:.(.):.刘洋.海军发动机体铝/铁双金属复合工艺及性能研究.济南:山东大学.车红艳朱亮陈剑虹等.铝合金平板对接焊接接头拉伸性
7、能研究.兰州理工大学学报 ():.林钢林慧国赵玉涛.铝合金应用手册.北京:机械工业出版社.第一机械工业部机械科学研究院材料研究所.金相图谱.北京:机械工业出版社.王狂飞白聿钦.热处理工艺对 合金组织与性能的影响.机械工程材料 ():.王建华易丹青陈康华.形变热处理对 铝合金性能的影响.热加工艺 ():.王祝堂.变形铝合金热处理工艺.长沙:中南大学出版社.:.李涛刘继飞刘兰俊.二次时效对挤压态 合金析出行为和力学性能的影响.铸造技术():.作者简介:邵逸馨女学士学位中级工程师从事金属材料研究工作 手机:邮箱:.通讯简介:刘扬涛()男硕士学位正高级工程师沈阳中复科金压力容器有限公司总经理电话:低 温 与 特 气 第 卷
