2A12合金化铣样品表面粗晶形成机理研究

李政龙，冯 旺

（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆400050）

0 前言

Al-Cu-Mg系硬铝合金因其具备较高的强度、良好的加工性能与疲劳性能而广泛应用于工程领域。2A12合金是其中一种典型的可热处理强化铝合金，其在国际牌号中对应2024合金，是飞机机身结构件材料的重要选择对象，例如：A340空客机翼下表面蒙皮采用2024-T351铝合金，A380客机主翼盒与外翼盒下蒙皮均采用了2024-HDT/2024A-T351铝合金，挤压框选用了2024-T42铝合金[1]等。拉伸成形（拉形）是飞机蒙皮类零件的重要成形方式，该技术具备模具简易、成型件回弹小等诸多优点，已实现了飞机上30%蒙皮类零件的成形[2]。在铝合金蒙皮拉形过程中主要的失效形式包括起皱、破裂和表面缺陷。橘皮是拉形中最早出现的一种表面缺陷，由材料晶粒组织粗大引起。2A12合金在退火、淬火等热处理过程和轧制、成形等变形过程中均可能形成粗晶组织。

我公司供用户的某批次2A12合金退火板材在经过预拉形、淬火、拉形校正、放置4天后，对板材化铣时发现化铣面晶粒粗大。经现场调查，该批次板材铸锭化学成分和均匀化工艺、板材轧制和退火工艺、出厂力学性能等指标均满足相关标准要求。为探索化铣板材表面粗晶形成机理及其改进措施，对存在问题的化铣样品进行了从宏观到微观的理化综合分析，并开展了验证试验和成因分析。

1 试验方案

在该缺陷样品上取样，分别采用Leica DVM6数码显微镜、时代TIME3321型手持式粗糙度仪、瑞士ARL 4460型光电直读光谱仪和Olympus BHM金相显微镜进行宏观观察、表面粗糙度测量、化学成分检测和组织分析，并通过验证试验进一步明确粗晶形成机理。……