7050鋁合金鍛件生產工藝研究

1、 .7050鋁合金鍛件生產工藝研究哈爾濱哈飛工業(yè)有限責任公司鍛造廠 顏斌郵編：150060摘要：通過工藝試驗，分析了多種鍛造方法對鍛件的性能的影響，確定了7050鋁合金材料的鍛造工藝參數(shù)及鍛件熱處理工藝參數(shù)。關鍵詞：7050鋁合金 鍛造工藝 熱處理工藝Technology research of 7050 aluminum alloy forgings production HARBIN HAFEI INDUSTRY CO.,LTD. YanBinAbstract: Through the process test, Analysis of the impact of a variety of

2、 properties of forging method of forgings, Forging process parameters of 7050 aluminum alloy material and heat treatment process parameters were determined.Keywords: 7050 Aluminum alloy； Forging process； Heat treatment1、前言7050鋁合金作為一種超高強鋁合金，是一種具有高的室溫強度和良好的綜合力學性能的航空航天結構材料，廣泛應用于飛機重要部件的制造。而7050鋁合金材料生產厚尺

3、寸鍛件在國內使用很少，所需的鍛造成形工藝參數(shù)在相關資料中查不到，為了以后鍛件生產的需要，我們需通過對7050鋁合金鍛造工藝進行試驗，研究與分析其對組織與力學性能的影響，從而確定合理的始終鍛溫度和保溫時間及7050鋁合金鍛件熱處理等工藝參數(shù)來指導生產。2、試驗方法7050鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系合金，以7系鋁合金要求的始鍛溫度相對其它系列鋁合金低的特點，我們制定了一套7050鋁合金鍛造工藝試驗方案。2.1 試樣原材料的化學成分（見表一）SiFeCuMgZnZrCrTiMn要求成分0.120.152.02.61.92.65.76.70.080.150.100.060.10實測成分0.050

4、.052.12.06.70.110.0010.030.02表一 原材料化學成分2.2 試樣尺寸采用200mm厚鋁板，下料尺寸：260×305×200。2.3 試驗設備3噸自由鍛錘、箱式電阻爐、爐溫采用雙偶雙控分別用自動平衡記錄儀和數(shù)顯調節(jié)控制爐溫、始終鍛溫度測量用觸點測溫儀、鹽浴爐固溶和空氣爐時效。2.4 試驗方案將試樣鍛成鍛件尺寸為：400×270×145mm。經自由鍛在不同始終鍛溫度下鍛造來驗證工藝方法是否合理。2.4.1 始終鍛溫度試驗方案一：坯料加熱溫度450，加熱保溫時間 360分鐘，始鍛溫度450，終鍛溫度380，用3噸自由鍛錘鍛成400&#

5、215;270×145mm試驗塊，鍛件鍛后經T7452狀態(tài)熱處理。方案二：坯料加熱溫度450，加熱保溫時間 360分鐘，始鍛溫度420，終鍛溫度360，用3噸自由鍛錘鍛成400×270×145mm試驗塊，鍛件鍛后經T7452狀態(tài)熱處理。方案三：坯料加熱溫度450，加熱保溫時間 360分鐘，始鍛溫度400，終鍛溫度340，用3噸自由鍛錘鍛成400×270×145mm試驗塊，鍛件鍛后經T7452狀態(tài)熱處理。各試驗方案鍛成鍛件后，首先檢驗鍛件表面，發(fā)現(xiàn)方案一鍛造時，鍛件表面有裂紋，除去裂紋后，方案一鍛件只用于做機械性能和檢查是否出現(xiàn)過燒組織； 方案二

6、、方案三鍛造的試驗件經檢查尺寸符合要求，表面未出現(xiàn)缺陷。2.4.2 鍛件熱處理7050鋁合金鍛件要求進行T7452狀態(tài)熱處理，試驗采用的熱處理工藝為二級熱處理方法：固溶溫度477保溫時間6小時，時效溫度第一階段121保溫時間6小時，第二階段177保溫時間10小時。在鍛件時效處理與固溶處理之間使用3噸自由鍛錘對固溶后鍛件進行2的冷擊變形。2.4.3 鍛件組織和性能試樣準備按標準要求，鍛件經熱處理后需檢測：力學性能、顯微組織、低倍、斷口組織、斷裂韌性、應力腐蝕、剝落腐蝕、超聲波探傷等。將三個方案的鍛件分別取試樣，在室溫下加工成如圖1所示的機械性能檢測試樣。將方案二、方案三的鍛件在室溫下加工成圖2、

7、圖3所示的應力腐蝕和斷裂韌性 圖1 力學性能試樣 圖 2 應力腐蝕試樣圖3 斷裂韌性試樣3、研究與分析3.3.1 根據(jù)試驗方案和AMS4108F的要求，對試驗鍛件進行了各項理化檢查，由于試件1發(fā)現(xiàn)裂紋，只對試件1進行了組織和機械性能檢測。各方案生產的鍛件檢查結果見表二。表二 鍛件檢測結果機械性能斷裂韌性剝落腐蝕應力腐蝕應力因子電導率顯微組織低倍斷口bMPa0.2MPa%KICMPa/m不低于EB級22022MS/m試件一要求4964348-組織未見過燒-L507/505464/46314.9/14.6要求4904215LT490/492454/4545.2/6.7試件二要求476407827.

8、5EA級試驗20天達到未斷裂要求合 格167合 格24.224.6組織未見過燒未見缺陷未見缺陷L516/524460/47216.1/13.136.03要求4693864LT507/525444/4767.6/8.5要求455365340.22ST510/520436/4556.0/6.0試件三要求476407827.5EA級試驗20天達到未斷裂要求合 格159.3合 格24.224.6組織未見過燒未見缺陷未見缺陷L509/501446/42712.7/12.944.49要求4693864LT512/521446/4588.8/10.2要求455365339.68ST500/498413/40

9、77.4/6.5從以上可知，在鍛造加熱溫度一定的條件下，采用不同的始終鍛溫度，對鍛件的性能有一定的影響，在420始鍛時得到的性能綜合指標較好。采用自由鍛鍛造工藝試驗方案2所生產的7050鋁合金鍛件具有更好的綜合機械性能。在加熱溫度上實測大型鍛件在鍛造時有溫升現(xiàn)象，為保證鍛件質量，選用420+10對坯料進行加熱、始/終鍛溫度為420 / 360的鍛造工藝參數(shù)較好。3.3.2 無損檢測對試件2、試件3鍛件進行超聲波檢查，符合GBJ1580A-2004中的A級標準。3.3.3 鍛造工藝參數(shù)對7050鋁合金鍛件組織影響在相同的加熱溫度下，經不同的始鍛和終鍛溫度下鍛造，其顯微組織放大500倍視察見圖4、圖5、圖6。 圖 4 方案1的金相組織圖 圖 5 方案2的金相組織圖圖 6 方案3的金相組織圖從圖中可看出，經過鍛造后，鍛件未見過燒組織， 在試驗方案的溫度范圍內基本沒有變化。4、結論通過上述試驗，采用自由鍛鍛造工藝和所制定的熱處理工藝生產的7050鋁合金鍛件，選用420+10對坯料進行加熱、始/終鍛溫度為420 / 360的鍛造工