自然时效对7A04铝合金性能的影响

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自然时效对7A04铝合金性能的影响

◇

齐齐哈尔建华机械有限公司杨丽红樊英锋

摘

要

7A04型材热处理后平均抗拉强度可达650.3MPa，平均伸长率可达14.0%。然

而，自然时效时间不同，7A04型材性能也不同。本文通过三组对比实验得出自然时效时间越长材料性能也就越高，同时应用统计方法证明了自然时效时间不同，7A04型材热处理后性能将呈现出明显的差异性。

关键词

固溶处理

自然时效

抗拉强度

伸长率

1引言

等；超硬铝应用于制作结构铆钉、飞机上的大梁、桁条、起落架等；特殊铝应用于制作焊在非铁轻金属中，铝及铝合金是应用最广条、焊棒、飞机座仓防弹板等。铝合金在制作泛的一类金属材料。由于纯铝强度低、塑性各种零部件、结构件之前还需进行热处理提高好，因此主要应用于生产各种箔材、抗酸容器其力学性能才能满足实际需求。铝合金热处理以及特定性能的结构件。如：铝箔制成垫片及中人们多重视固溶处理和人工时效处理，而电容器、电子管隔离网、电线、电缆防护套以它们之间的自然时效却常被人们所忽视。本及各种装饰件等。纯铝应用范围较窄，而在纯文通过三组对比实验论证了自然时效对7A04铝中加入合金元素形成的铝合金却被广泛应用铝合金热处理后抗拉强度和伸长率的的影响。

于航空、航天、军工、船舶以及民用品等生产。如：防锈铝应用于航空工业的骨架及零2选材及试验方法

件、飞机蒙皮，铝制餐具、用具等；硬铝应用实验方案及步骤如下：

于制作中等强度螺栓和铆钉、空气螺旋桨叶（1）选材：实验选用7A04棒材化学成分片、飞机的翼片、翼梁、翼肋等；锻铝应用于见表1。

制造汽缸、活塞、叶轮、建筑业门窗、台架

（2）试样粗加工：从棒材上截取三段将其

表1

铝合金化学成分（GB/T3190—1996《变形铝及铝合金化学成分》）

化

学

成

分

%

牌号

ZnMgCuCrMnSiFeTi

其他单个

合计

Al备注

7A045.0～7.01.8～2.81.4～2.00.10～0.250.2～0.60.50.50.10.050.1余量LC4

70755.1～6.12.1～2.91.2～2.00.18～0.28

0.30.40.50.20.050.15余量—

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加工成11mm×11mm×55mm条块，将其分为然时效（19h）+人工时效处理（120℃×24h）；

A、B、C三组。

C固溶处理（460℃×2h）+自然时效（1h）+

（3）热处理方案：A组固溶处理（460℃×

人工时效处理（120℃×24h）。

2h）+自然时效（46h）+人工时效处理

（4）试样加工：按图1所示将条块加工成（120℃×24h）；B固溶处理（460℃×2h）+自

试样，用做机械性能检测。

图1拉伸试样尺寸

3实验数据及统计分析

测，测量其抗拉强度及伸长率并按从小到大顺序排列，见表2。

（1）实验数据及折线图

热处理之后我们对试样进行机械性能检

表2

抗拉强度及伸长率数据

编号

抗拉强度

MPa

数据减640后除以10

伸长率

%

ABCA

BCABC1635629625-0.5-1.1-1.510.41192637630630-0.3-1-11211103637635630-0.3-0.5-11211.51146406366340-0.4-0.612.512.51256416396340.1-0.1-0.61312.51266426406350.20-0.513.212.51276446416350.40.1-0.513.512.51286456426350.50.2-0.513.51312.496476446390.70.4-0.113.61312.51065064664010.60141312.8116516466401.10.6014.413.513126526496411.20.90.114.413.513136556496441.50.90.414.513.513146556506441.510.414.814.513.215

656

650

644

1.6

1

0.4

14.8

14.5

13.2

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表2（续）

抗拉强度

MPa

数据减640后除以10伸长率%

编号

A

BCA

BCABC166596556441.91.50.414.81513.2176646556452.41.50.51515.513.618664656

6452.41.6

0.515.615.5

13.6196656512.51.11613.620666

6522.6

1.217.6

14.4216561.614.5226591.914.823

659

1.9

14.8

平均

650.3644.0641.814.0

13.212.8Ti20.5

7.2

4.1

279.6

238.0

293.6

T

20.5+7.2+4.1=31.8279.6+238+293.6=811.2

方差分析

T2i/ni

21.013

2.880

0.731

3908.8

3146.93747.9

ΣP

ni

3

ni

P

ni

X2

X2

=73.780i=1

Σ

j=1

ij=Σi=1

Σ

j=1

ijΣi=1

ΣX2

j=1

ij

=10928.460从上表可知：在抗拉强度和伸长率平均数度及伸长率数据图。从图中可知：

值上均有A组大于B组，B组大于C组的规1）抗拉强度和伸长率均有A组＞B组＞C

律。A组平均抗拉强度值最高为650.3MPa，组的规律。

伸长率为14.0%。

2）随着自然时效时间的延长抗拉强度数

为了更直接形象地观测三组数据的变化及据波动减小。

自然时效时间对性能的影响，我们根据表1数3）自然时效时间的长短对抗拉强度的影

据排列情况画出折线图，见图2和图3抗拉强

响要比伸长率明显。

图2

抗拉强度数据图

机

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图3伸长率数据图

（2）显著性检验

④根据已知的α和n查中国兵器质量协会

折线图反映的情况是否科学，在工厂生产编著《实用统计技术方法36种》第65页、第

时能否代表大批量产品的实际情况？产生上述66页中表5-2得临界值

差距是否因抽样误差或别的原因所引起？产生G1-α

(n)

=G0.95（20）=2.557。

上述差距的概率是多少？要解决这些问题我们⑤判定：比较算出的Gn和查表得的G0.95(20)，知需要从理论上进行显著性检验。

Gn<G0.95(20)，故判定17.6为正常值。

1）异常值检验

2）方差分析

分析图2和图3可知，伸长率数据图中A首先，A、B、C三组试样抗拉强度的高低组数据曲线上最后一个点偏离中间位置最大可是否因自然时效时间的长短而有显著性差异。能为异常值。从表2中找出该点数据为17.6，要解决此问题需要对A、B、C三组样本进行对其进行异常值检验。应用格拉布斯检验法检方差分析。

验步骤如下：

分析步骤如下：

①计算出样本数值的平均数和样本标准偏

①数据化简。将每个数据减去640，再除

差S。

以10，数据见表1。

=（10.4+12.0+……+16.0+17.6）/20=14.0由公式计算组间离差平方和SA及组内离S=

姨

(10.4-14.0）2+……+（17.6-14.0）2 差平方和SE：

p

=1.598

SA=ΣT2i-2

i=1ni

n②计算统计量Gn=（Xn）/S。Gn=（Xn）/S=（17.6-14.0）/1.598=21.013+2.880+0.731-31.82 …… 此处隐藏：2928字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……