Cu含量对Al－Cu合金板材组织及性能的影响

孙萍，陈忠家，刘程，王克廷

(合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥230009)

铝合金中添加Cu、Mg和Mn等可强化元素，可使合金通过热处理得到强化，这是2×××系合金的基本特点。通过合金元素的改变和匹配与杂质元素的控制，可以获得各种合金系列和性能，以满足各种使用性能的要求［1］。Al－Cu二元系合金是2×××和7×××系合金的基础合金，也是典型的热处理可强化合金，由于在淬火时效后，其组织中出现大量弥散分布的GP区、θ″和θ'相，并在其周围形成弹性应变区，阻碍了位错运动，因而，Al－Cu合金具有优良的性能［2］。本文从合金熔炼角度改变板材的中Cu元素的含量，探究了Cu含量变化对退火态Al－Cu合金板材微观组织、力学性能和成形性能的影响。

1 试验材料及方法

1.1 板材制备

试验原材料采用高纯电解铝锭和电解铜。配制5种不同Cu含量的Al－Cu合金，在SG2－5－10型功率为5KW坩埚电阻炉中用石墨坩埚进行熔炼，每炉熔炼900g，熔炼温度为740～760℃。浇铸时采用自制的45钢模具，内壁尺寸为150mm×20mm×100mm，浇铸温度为720～740℃。合金铸锭经均匀化退火、刨表面后，测量铸锭厚度为17.8mm，之后热轧至3mm厚的板，然后退火进行冷轧，冷轧过程中经一次中间退火后冷轧至1mm厚的板材，最后对板材进行退火处理，退火工艺为360℃×30min。试验制备的板材化学成分如表1所示。

表1 试验制备Al－Cu合金板材的化学成分(wt%)Table 1 Chemical composition of the studied alloy(wt%)

1.2 组织观察及性能测试

取轧制退火后Al－Cu合金板材的中间部位，制成金相试样，试样经机械抛光、混合酸(1%HF+1.5% HCl+2.5%HNO3+蒸馏水)侵蚀后，在XJP－6A金相显微镜下进行观察。

将退火处理后的Al－Cu合金板材加工成标准拉伸试样和不同直径的深冲拉深试样。……