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1、7 0 5 0铝 合 金 锻 件 生 产 工 艺 研 究 哈尔滨哈飞工业有限责任公司锻造厂 颜斌 邮编：150060 摘要：通过工艺试验，分析了多种锻造方法对锻件的性能的影响，确定了 7050 铝合金材料的锻造工艺参数及锻件热处理工艺参数。关键词：7050 铝合金 锻造工艺 热处理工艺 Technology research of 7050 aluminum alloy forgings production HARBIN HAFEI INDUSTRY CO.,LTD.YanBin Abstract:Through the process test,Analysis of the impact
2、 of a variety of 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 treatment 1、前言 7050 铝合金作为一种超高强铝合金，是一种具有高的室温强度和良好的综合力学性能的航空航天结构材料，广泛应用于飞机重要部件的制造
3、。而 7050 铝合金材料生产厚尺寸锻件在国内使用很少，所需的锻造成形工艺参数在相关资料中查不到，为了以后锻件生产的需要，我们需通过对 7050 铝合金锻造工艺进行试验，研究与分析其对组织与力学性能的影响，从而确定合理的始终锻温度和保温时间及 7050 铝合金锻件热处理等工艺参数来指导生产。2、试验方法 7050 铝合金属 Al-Zn-Mg-Cu 系合金，以 7 系铝合金要求的始锻温度相对其它系列铝合金低的特点，我们制定了一套 7050 铝合金锻造工艺试验方案。试样原材料的化学成分（见表一）表一 原材料化学成分 试样尺寸 Si Fe Cu Mg Zn Zr Cr Ti Mn 要求成分 实测成分
4、 采用 200mm 厚铝板，下料尺寸：260305200。试验设备 3 吨自由锻锤、箱式电阻炉、炉温采用双偶双控分别用自动平衡记录仪和数显调节控制炉温、始终锻温度测量用触点测温仪、盐浴炉固溶和空气炉时效。试验方案 将试样锻成锻件尺寸为：400270145mm。经自由锻在不同始终锻温度下锻造来验证工艺方法是否合理。始终锻温度试验 方案一：坯料加热温度 450，加热保温时间 360 分钟，始锻温度 450，终锻温度 380，用 3 吨自由锻锤锻成 400270145mm 试验块，锻件锻后经 T7452 状态热处理。方案二：坯料加热温度 450，加热保温时间 360 分钟，始锻温度 420，终锻温度
5、 360，用 3 吨自由锻锤锻成 400270145mm 试验块，锻件锻后经 T7452 状态热处理。方案三：坯料加热温度 450，加热保温时间 360 分钟，始锻温度 400，终锻温度 340，用 3 吨自由锻锤锻成 400270145mm 试验块，锻件锻后经 T7452 状态热处理。各试验方案锻成锻件后，首先检验锻件表面，发现方案一锻造时，锻件表面有裂纹，除去裂纹后，方案一锻件只用于做机械性能和检查是否出现过烧组织；方案二、方案三锻造的试验件经检查尺寸符合要求，表面未出现缺陷。锻件热处理 7050 铝合金锻件要求进行 T7452 状态热处理，试验采用的热处理工艺为二级热处理方法：固溶温度
6、477保温时间 6 小时，时效温度第一阶段 121保温时间 6 小时，第二阶段 177保温时间 10 小时。在锻件时效处理与固溶处理之间使用 3 吨自由锻锤对固溶后锻件进行 2的冷击变形。锻件组织和性能试样准备 按标准要求，锻件经热处理后需检测：力学性能、显微组织、低倍、断口组织、断裂韧性、应力腐蚀、剥落腐蚀、超声波探伤等。将三个方案的锻件分别取试样，在室温下加工成如图 1 所示的机械性能检测试样。将方案二、方案三的锻件在室温下加工成图 2、图 3 所示的应力腐蚀和断裂韧性 图 1 力学性能试样 图 2 应力腐蚀试样 图 3 断裂韧性试样 3、研究与分析 根据试验方案和AMS4108F的要求，
7、对试验锻件进行了各项理化检查，由于试件1发现裂纹，只对试件1 进行了组织和机械性能检测。各方案生产的锻件检查结果见表二。表二 锻件检测结果 机械性能 断裂韧性 剥落腐蚀 应力腐蚀 应力因子 电导率 显微组织 低倍 断口 b MPa MPa%KIC MPa/m 不低于EB 级 220 22 MS/m 试件一 要求 496 434 8-组织未见过烧 -L 507/505 464/463 要求 490 421 5 LT 490/492 454/454 试件二 要求 476 407 8 EA级 试验 20天达到未断裂要求 合 格 167 合 格 组织未见过烧 未见缺陷 未见缺陷 L 516/524 4
8、60/472 要求 469 386 4 LT 507/525 444/476 要求 455 365 3 ST 510/520 436/455 试件三 要求 476 407 8 EA级 试验 20天达到未断裂要求 合 格 合 格 组织未见过烧 未见缺陷 未见缺陷 L 509/501 446/427 要求 469 386 4 LT 512/521 446/458 要求 455 365 3 ST 500/498 413/407 从以上可知，在锻造加热温度一定的条件下，采用不同的始终锻温度，对锻件的性能有一定的影响，在 420始锻时得到的性能综合指标较好。采用自由锻锻造工艺试验方案 2 所生产的 70
9、50 铝合金锻件具有更好的综合机械性能。在加热温度上实测大型锻件在锻造时有温升现象，为保证锻件质量，选用 420+10对坯料进行加热、始/终锻温度为 420/360的锻造工艺参数较好。无损检测 对试件 2、试件 3 锻件进行超声波检查，符合 GBJ1580A-2004 中的 A 级标准。锻造工艺参数对 7050 铝合金锻件组织影响 在相同的加热温度下，经不同的始锻和终锻温度下锻造，其显微组织放大 500 倍视察见图 4、图 5、图 6。图 4 方案 1 的金相组织图 图 5 方案 2 的金相组织图 图 6 方案 3 的金相组织图 从图中可看出，经过锻造后，锻件未见过烧组织，在试验方案的温度范围内基本没有变化。4、结论 通过上述试验，采用自由锻锻造工艺和所制定的热处理工艺生产的7050 铝合金锻件，选用 420+10对坯料进行加热、始/终锻温度为 420/360的锻造工艺参数，生产出的锻件其各项性能指标完全符合 AMS4108F 标准要求，锻件综合性能好。参考文献：1 孙焱等 7050-T7452 高强铝合金的开坯与锻造工艺研究 锻压装备与制造技术，2010，（6）65-68.2有色金属及其热处理编写组，有色金属及其热处理基础.北京.国防工业出版社,1981.