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2.6 X射线衍射实验 12
3实验结果与讨论 14
3.1 2024铝合金不同端淬工艺实验结果与讨论 14
3.1.1 比容差法实验结果 14
3.1.2 硬度实验结果 20
3.1.3 热膨胀实验结果 27
3.1.4 XRD实验结果 27
3.2 211Z铝合金不同端淬工艺实验结果与讨论 29
3.2.1 比容差法实验结果 29
3.2.2 硬度实验结果 32
4结论 36
致谢 37
参考文献 38
1 绪论
1.1 选题背景
1.1.1 铝合金的简介
铝有良好的力学性能和加工性能，并且铝有一系列比任何其他有色金属、钢铁、塑料和木材更优越的特性,如密度很小,只有2.7g/cm3，大约是铜或钢的三分之一。但是在很多情况下,纯铝的性能不能满足人们需要使用的性能,因此,通过人们长期的生产实践和大量的科学实验,在其中添加各种的合金元素，并采用各种热处理的方法，来加强铝,以生产各种铝合金来满足人们需要使用的性能[1]。
铝合金添加一些元素并形成具有纯铝优点的同时还具有较高的强度，接近或超过优质钢。铝合金材料被广泛应用在航空、航天以及化学工业中。铝合金的密度低,塑性好，可以加工成棒、板、管、带等，同时也可以加工成铸造材料,铝合金还具有优良的耐腐蚀性、导电性和导热性[2]。近年来,随着工业和科学技术的迅速发展,对铝合金的需求量也在日益增加,因此铝合金已成为研究的热点之一。
1.1.2 2024铝合金
2024铝合金属于高强度的硬铝。在不同的热处理条件下，2024铝合金的性能有着非常明显的差异，在淬火状态下有良好的点焊，但它的塑性中等[3]。在经过固溶处理后，且在时效的状态下，该铝合金具有良好的耐热性、较高的抗拉强度、疲劳强度 和韧性等优点，可加工成板、带、管等各种铝制品。该铝合金广泛应用于机械、航空中，并被制成机上的各种结构件，如铆钉、蒙皮等[4]。
1.2 铝合金的顶端淬火
1.2.1 铝合金淬火处理特点
淬火是基本的热处理生产工艺，同时也是钢的主要强化手段之一。当其与不同温度的回火相结合，钢就可以获得不同的组织和不同的力学性能，以满足各种使用要求。经过淬火后，含碳量高的钢，其硬度高而塑性低。但是，对于铝合金来说却是不同的，刚淬火后的铝合金，塑性是不低的反而上升，且强度和硬度并不立即升高，但经过一段时间，其塑性明显的下降，而其强度和硬度会明显的提高[5]。
1.2.2 铝合金顶端淬火原理
铝合金的端淬是控制加热炉的加热速度，直到加热炉上升到相应的温度下，将铝合金铸件放置在加热炉内保温一定的时间，然后从加热炉中将铝合金铸件快速移出，一端喷水冷却。在加热到淬火温度时，空位便在铝合金中形成了，在淬火时，这些空位因为冷却速度较快，移出时间不够，空位便被“固定”在晶体内。空位主要与溶质原子结合，空位的存在会加速溶质原子的扩散，从而加速溶质原子的偏聚。淬火时的温度和淬火冷却时的速度决定了硬化区的大小和数量。淬火时淬火的温度越高，空位的浓度就越大，硬化区的尺寸就越小，硬化区的数量就增多。淬火时，淬火冷却速度增大，在固溶体内所固定的空位就增多，这便有利于硬化区尺寸的减小和数量的增加。所以，从喷水的一端到空冷的一端，由于冷却速度的不同，得到的组织不同，其体积和硬度不同，从而可获得铝合金的淬透性[6]。