ZL205A高强铸造铝合金焊接接头的组织与性能研究

第15卷第7期孙捷，等：稀土元素对轧制Mg–Zn–Zr合金板材微观组织和力学性能的影响135a Mg-Y Alloy[J]. Materials & Design, 2014, 56: 966-974.[18] JIN Li, DONG Jie, SUN Jie, et al. In-Situ Investigationon the Microstructure Evolution and Plasticity of Two Magnesium Alloys during Three-Point Bending[J]. Inter-national Journal of Plasticity, 2015, 72: 218-232.[19] SIVASHANMUGAM N, HARIKRISHNA K L. Influ-ence of Rare Earth Elements in Magnesium Alloy - a Mini Review[J]. Materials Science Forum, 2020, 979: 162-166.[20] XU Jing, GUAN Bo, XIN Yun-chang, et al. A Weak Tex-ture Dependence of Hall–Petch Relation in a Rare-Earth Containing Magnesium Alloy[J]. Journal of Materials Sci-ence & Technology, 2022, 99: 251-259.[21] YU Zi-jian, XU Xi, SHI Kang, et al. Development andCharacteristics of a Low Rare-Earth Containing Magne-sium Alloy with High Strength-Ductility Synergy[J].Journal of Magnesium and Alloys, 2022.[22] JIN Li, MISHRA R K, SACHDEV A K. Texture Modi-fication during Extrusion of some Mg Alloys[J]. Metal-lurgical and Materials Transactions A, 2012, 43(6): 2148-2157.[23] WU W X, JIN L, ZHANG Z Y, et al. Grain Growth andTexture Evolution during Annealing in an Indi-rect-Extruded Mg–1Gd Alloy[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2014, 585: 111-119.[24] FEATHER W G, GHORBANPOUR S, SAVAGE D J, etal. Mechanical Response, Twinning, and Texture Evolu-tion of WE43 Magnesium-Rare Earth Alloy as a Func-tion of Strain Rate: Experiments and Multi-Level Crys-tal Plasticity Modeling[J]. International Journal of Plas-ticity, 2019, 120: 180-204.[25] CHEN Yan-fei, ZHU Zheng-qiang, ZHOU Ji-xue. Studyon the Strengthening Mechanism of Rare Earth Yttriumon Magnesium Alloys[J]. Materials Science and Engi-neering: A, 2022, 850: 143513.[26] JUNG I H, SANJARI M, KIM J, et al. Role of RE in theDeformation and Recrystallization of Mg Alloy and a New Alloy Design Concept for Mg–RE Alloys[J].Scripta Materialia, 2015, 102: 1-6.[27] YU Zi-jian, XU Chao, MENG Jian, et al. Effects ofPre-Annealing on Microstructure and Mechanical Proper-ties of As-Extruded Mg-Gd-Y-Zn-Zr Alloy[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2017, 729: 627-637.[28] YAN H, SHAO X H, LI H P, et al. Synergization ofDuctility and Yield Strength in a Dilute Quaternary Mg-Zn-Gd-Ca Alloy through Texture Modification and Guinier–Preston Zone[J]. Scripta Materialia, 2022, 207:114257.[29] STANFORD N, ATWELL D, BEER A, et al. Effect ofMicroalloying with Rare-Earth Elements on the Textureof Extruded Magnesium-Based Alloys[J]. Scripta Mate-rialia, 2008, 59(7): 772-775.[30] KUANG Jie, LI Xiao-hui, YE Xiao-xin, et al. Micro-structure and Texture Evolution of Magnesium Alloys dur-ing Electropulse Treatment[J]. Metallurgical and MaterialsTransactions A, 2015, 46(4): 1789-1804.责任编辑：蒋红晨精 密 成 形 工 程第15卷 第7期136 JOURNAL OF NETSHAPE FORMING ENGINEERING2023年7月收稿日期：2022‒11‒25 Received ：2022-11-25作者简介：刘浩（1993—），男，硕士，助理工程师，主要研究方向为先进连接技术。

ZL205A铝合金ZL205A铸造铝合金的热处理和组织热处理对ZL205A合金显微组织和性能的影响摘要:本文以ZL205A铝合金作为研究对象，对合金进行热处理处理，包括固溶和时效两个阶段，研究了热处理对合金的显微组织和性能的影响。

在整个实验过程中，掌握了砂型铸造的流程，对热处理有了进一步的认识，通过热处理能够获得优良的物理性能和更好的组织成份。

利用打磨机。

金相显微镜对固溶前后的合金组织进行观察可得出:固溶后的合金其组织化合物大量被熔掉，少于固溶前，化合物的形状为多边形;通过布氏硬度计进行硬度测试后，分析数据得出:金属型合金在175?和155?温度下时效后，其硬度值都得到上升，分别从74，74.5上升到96.8，94，然后趋于稳定。

砂型合金在175?时效，硬度值得到提升，从74升到94，然后稳定。

关键词:ZL205A;铝合金;铸造;热处理;组织The Influence on Properties and Microstructure of ZL205A Aluminum Alloy by The Heat TreatmentAbstract: This paper will do some researching on zl205a. Through the heat treatment to understand the influence on properties and microstructure. During the whole experiment, we learned the procedure of the sand casting and had a better understanding of the heat treatmentand the alloy can get better physical performance and organizational components by heat treatment.with the grinding machine and metallographic microscope it can be showed that large of compoundsin alloy are melted away which the shape of are branches by Solution heat treatment; by analyzing the data tested by the brinell hardness tester it shows that the hardness of the metal casting alloy is raised from 74 to 96.8hb at 175? and is raised from 74.5 to 94 at 155?,the hardness of the sandcasting alloy is raised from 74 to 94 at 175?.then the hardness will be stable.Key words: ZL205A; Aluminum alloy; casting; heat treatment; microstructureI目录摘要: .................................................................... ............................................................ I 第一章绪论 ..................................................................... . (1)1.1研究背景 ..................................................................... ................................................11.2 ZL205A简介 ..................................................................... . (2)1.2.1 ZL205A的发展背景 ..................................................................... .. (2)1.2.2 ZL205A合金的化学成分 ..................................................................... (2)1.2.3 ZL205A合金的性能 ..................................................................... ......................3 1.3 ZL205A铝合金的应用前景...................................................................... ...................3 1.4本文的研究目地与内容 ..................................................................... .........................4 第二章试验过程与方法 ..................................................................... ................................. 5 2.1 试验设备 ..................................................................... ...............................................5 2.2 铸造ZL205A铝合金 ..................................................................... (6)2.2.1 砂型铸造 ..................................................................... (6)2.2.2 金属铸造 .........................................................................................................9 2.3 ZL205A铝合金的热处理 ..................................................................... (10)2.3.1 热处理 ..................................................................... .. (10)2.3.2 ZL205A铝合金的热处理工艺 ..................................................................... ... 11 2.4 力学性能的测量 ..................................................................... .................................. 16 第三章试验结果及分析 ..................................................................... .............................. 18 3.1 金属型试样...................................................................... ......................................... 18 3.2 砂型试样 ..................................................................... ............................................. 20 第四章试验结论 ..................................................................... ........................................... 23 参考文献 ..................................................................... ....................................................... 24 致谢 ..................................................................... ........................... 错误～未定义书签。

提高T5状态ZL205A合金延伸率研究周洪刚;李鑫;宋海锋;王倩;朱旭;马俊华【摘要】针对某批次ZL205A合金T5处理后抗拉强度合格、延伸率偏低的情况,对试棒化学成分进行分析发现,该批铸件的铜含量均匀性较差,铜含量偏析较严重,部分试样的铜含量已超过标准要求.通过对显微组织进行分析发现,铸态显微组织正常,热处理态显微组织在晶界聚集有较多未溶的CuAl2相和其他析出相.通过综合分析和工艺试验,确定了一种分级时效新工艺.采用该工艺,在确保抗拉强度合格的基础上,提高了合金的延伸率.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2018(000)006【总页数】4页(P68-71)【关键词】ZL205A合金;T5处理;延伸率;偏析;显微组织;分级时效【作者】周洪刚;李鑫;宋海锋;王倩;朱旭;马俊华【作者单位】江麓机电集团有限公司,湖南湘潭 411100;山西协诚工程招标代理有限公司,山西太原 030009;江麓机电集团有限公司,湖南湘潭 411100;江麓机电集团有限公司,湖南湘潭 411100;江麓机电集团有限公司,湖南湘潭 411100;江麓机电集团有限公司,湖南湘潭 411100【正文语种】中文【中图分类】TG166.3在能源危机初现及节能意识逐渐增强的背景下，制造业将结构轻量化作为提高产品竞争力的重要手段之一，因此越来越多的高强度铝合金被应用于航空航天、汽车及兵器等领域。

ZL205A合金是一种铝-铜系铸造铝合金，该合金经固溶时效处理后具有很高的强度和良好的塑性，是目前工业生产中强度高、综合性能好的铸造铝合金之一，可代替部分铸钢件和锻铝件[1]。

ZL205A合金具有3种热处理状态，分别为T5(固溶处理+不完全人工时效)状态、T6(固溶处理+完全人工时效)状态和T7(固溶处理+稳定化处理)状态，其中T5状态的综合性能最好，应用最广泛。

某ZL205A合金产品试制时发现，该合金试样经T5处理后延伸率未达到标准要求。

ZL205A高强铸造铝合金的性能及应用
贾泮江;陈邦峰
【期刊名称】《轻合金加工技术》
【年(卷),期】2009(037)011
【摘要】ZL205A高强铸造铝合金具有强度高、韧性好、加工性好、电镀性好、耐腐蚀等综合性能,适合生产受力结构件,并且在航空、航天领域以铸代锻和以铝代钢获得广泛应用.综述了ZL205A高强铸造铝合金的物理性能、力学性能(低温、常温、高温)、抗应力腐蚀性能及应用现状,该合金的优异性能在大型受力结构件及重要军工产品上必将有更大的应用潜力.
【总页数】4页(P10-12,55)
【作者】贾泮江;陈邦峰
【作者单位】北京航空材料研究院,北京,100095;北京航空材料研究院,北
京,100095
【正文语种】中文
【中图分类】TG146.21
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1.高强度ZL205A铝合金飞机挂架铸造工艺 [J], 于桂林
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3.ZL205A高强铸造铝合金焊接接头的组织与性能研究 [J], 杜旭初;洪润洲;罗传彪;潘俊杰;陈邦峰
4.高强度铝合金的铸造性能及其影响因素的研究 [J], 王利民;党惊知
5.高强度ZL205A铝合金壳体铸件铸造工艺要点 [J], 杜旭初;洪润洲;罗传彪;潘俊杰;陈邦峰
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高强度铝铜合金ZL205A复杂支座铸件铸造工艺
贾泮江;王强
【期刊名称】《稀有金属》
【年(卷),期】1999(23)2
【摘要】介绍高强ZL2 0 5A合金铸造特性 ,分析高强复杂铝铜合金支座铸件结构特点和工艺特性及支座铸件铸造工艺。

结果表明 :直浇道、横浇道和内浇道最小截面比取1∶3∶5 ,设计带缓冲结构的缝隙内浇口 ,可保证合金液平稳快速充型 ;有效利用石墨砂芯和冷铁的激冷作用 ,并与冒口相配合 ,可扩大温度梯度 ,改善冷却条件 ,增加顺序凝固趋势 ,保证铸件内部质量 ;对向双包浇注 ,可减少热量损失 ,使铸件整体热量分布合理 ;设计准确稳定的砂芯定位 ,可保证铸件尺寸稳定。

【总页数】3页(P153-155)
【关键词】高强度;铸件;铸造;飞机;铝铜合金;支座;电机
【作者】贾泮江;王强
【作者单位】北京航空材料研究院
【正文语种】中文
【中图分类】V261.31;TG292
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1.高强度铝合金ZL205A支座铸造技术 [J], 崔恩强;王宝兵;肖旅
2.大型复杂高强度ZL205A铝合金骨架铸件的研制 [J], 杜旭初;洪润洲;刘建军;陈明伟
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固溶温度对挤压铸造ZL205A合金力学性能和组织的影响摘要：研究了固溶温度对ZL205A合金微观组织和性能的影响。

结果表明：固溶温度538℃时，组织得到细化，其力学性能相对于固溶前得到显著提高，固溶强化效果理想，抗拉强度达到峰值381.2MPa，伸长率达到11.6%。

1 前言ZL205A 合金是我国自行研制的一种高强度铸造铝合金，广泛应用于航天航空等领域[1]。

目前，ZL205A 高强铸造铝合金优异的性能已为我国航天上重要承力结构件的选材应用开辟了新的途径[2]。

而选择合适的热处理工艺可缩短企业生产周期，提高材料的综合性能，给企业带来更好的经济效益。

为此，本实验探讨了固溶处理对ZL205A的组织和性能的影响[3-5]。

2 实验材料和方法选择实验用的合金成分为（wt，%）5Cu、0.6Mn、0.25Ti、0.2Cd、0.1Zr、0.2V、0.005B、Mg≤0.05、Si≤0.06、Fe≤0.15，其余为铝。

采用坩埚电阻炉进行熔炼，温度达到780℃，用石墨搅拌棒将熔液搅拌均匀， 730℃时经过精炼，撇渣，保温10 min，710浇注的试验用铝。

铸件分别在515℃，523℃，530℃，538℃，545℃时进行固溶处理，固溶时间为10h，最后出炉水淬。

在铸件力学性能最好的固溶处理温度下，调整固溶时间，固溶时间为4h、6h、8h、10h、12h，然后出炉水淬。

固溶处理后选取具有典型力学性能的试棒制备金相试样，并用XJL-02型立式金相显微镜、JXA-840型扫描电子显微镜对不同工艺参数、不同热处理状态下的试样进行组织形貌观察分析。

3 实验结果和讨论3.1固溶温度的影响固溶温度在x择时应该考虑到两个方面：第一方面在选定的固溶温度后保证θ相充分地溶解于α相中[6-8]。

第二方面所选的固溶温度不能让共晶体在ZL205A合金中的发生熔化，所以合金固相线温度要略高于固溶处理的温度，Al-Cu二元合金的共晶温度为548℃，固溶处理温度在选择上应该低于548℃，如果合金组织在固溶加热时容易产生过烧[9-11]，固溶温度在选择上应适当的降低一些。

固溶温度对挤压铸造ZL205A合金力学性能和组织的影响作者：徐晋驰来源：《科学与财富》2016年第33期摘要：研究了固溶温度对ZL205A合金微观组织和性能的影响。

结果表明：固溶温度538℃时，组织得到细化，其力学性能相对于固溶前得到显著提高，固溶强化效果理想，抗拉强度达到峰值381.2MPa，伸长率达到11.6%。

1 前言ZL205A 合金是我国自行研制的一种高强度铸造铝合金，广泛应用于航天航空等领域[1]。

目前，ZL205A 高强铸造铝合金优异的性能已为我国航天上重要承力结构件的选材应用开辟了新的途径[2]。

而选择合适的热处理工艺可缩短企业生产周期，提高材料的综合性能，给企业带来更好的经济效益。

为此，本实验探讨了固溶处理对ZL205A的组织和性能的影响[3-5]。

2 实验材料和方法选择实验用的合金成分为（wt，%）5Cu、0.6Mn、0.25Ti、0.2Cd、0.1Zr、0.2V、0.005B、Mg≤0.05、Si≤0.06、Fe≤0.15，其余为铝。

采用坩埚电阻炉进行熔炼，温度达到780℃，用石墨搅拌棒将熔液搅拌均匀， 730℃时经过精炼，撇渣，保温10 min，710浇注的试验用铝。

铸件分别在515℃，523℃，530℃，538℃，545℃时进行固溶处理，固溶时间为10h，最后出炉水淬。

在铸件力学性能最好的固溶处理温度下，调整固溶时间，固溶时间为4h、6h、8h、10h、12h，然后出炉水淬。

固溶处理后选取具有典型力学性能的试棒制备金相试样，并用XJL-02型立式金相显微镜、JXA-840型扫描电子显微镜对不同工艺参数、不同热处理状态下的试样进行组织形貌观察分析。

3 实验结果和讨论3.1固溶温度的影响固溶温度在选择时应该考虑到两个方面：第一方面在选定的固溶温度后保证θ相充分地溶解于α相中[6-8]。

第二方面所选的固溶温度不能让共晶体在ZL205A合金中的发生熔化，所以合金固相线温度要略高于固溶处理的温度，Al-Cu二元合金的共晶温度为548℃，固溶处理温度在选择上应该低于548℃，如果合金组织在固溶加热时容易产生过烧[9-11]，固溶温度在选择上应适当的降低一些。

装备环境工程第20卷第10期·22·EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING2023年10月平贮ZL205A铝合金微观缺陷与宏观力学性能关系研究闫路1，刘斌斌2*，曲斌瑞1，孙文东3（1.北京宇航系统工程研究所，北京100076；2.北京科技大学 新金属材料国家重点实验室，北京100083；3.中国航天标准化研究所，北京 100071）摘要：目的评估长期贮存ZL205A铝合金的微观缺陷对性能的影响。

方法利用X射线无损检测研究平贮合金的缺陷等级分布，并进一步研究合金室温拉伸、高温拉伸、室温疲劳和室温冲击性能。

结果经过平贮12 a后的ZL205A铝合金，其微观缺陷即针孔等级位于1~6级，仅发现少量的伴生带状偏析。

室温拉伸时，1~3级针孔样品的抗拉强度为380 MPa，而5级针孔样品的抗拉强度大幅下降到340.5 MPa，表明室温下4级及以上针孔对于拉伸强度有着重要影响。

高温拉伸时，仅在100 ℃表现为样品缺陷等级越高，抗拉强度越高的趋势。

常温疲劳试验表明，在107周的寿命下，合金的疲劳极限为99.2 MPa。

常温冲击试验发现，1级针孔样品的平均冲击吸收能量为3.19 J，明显优于其他针孔等级样品。

结论室温拉伸和室温冲击时，材料的力学性能与缺陷等级密切相关。

高温拉伸时，温度上升导致材料强度下降的作用超过了缺陷自身对性能的影响。

关键词：ZL205A；微观缺陷；室温拉伸；高温拉伸；室温疲劳；室温冲击中图分类号：TG146.2+1 文献标识码：A 文章编号：1672-9242(2023)10-0022-08DOI：10.7643/ issn.1672-9242.2023.10.003Relationship between Microdefects and Mechanical Properties ofZL205A Aluminum Alloy after Long-time StorageYAN Lu1, LIU Bin-bin2*, QU Bin-rui1, SUN Wen-dong3(1. Beijing Institute of Astronautical Systems Engineering, Beijing 100076, China; 2. State Key Laboratoryfor Advanced Metals and Materials, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China;3. China Astronautics Standards Institute, Beijing 100071, China)ABSTRACT: The work aims to evaluate the effect of microdefects on the properties of ZL205A aluminum alloy after long-time storage. The X-ray non-destructive testing was firstly introduced to study the distribution of microdefect levels and then me-chanical propertied including room temperature and high temperature tensile, room temperature fatigue and room temperature impact were investigated. After storage at room temperature for 12 years, the microdefect levels of ZL205A aluminum alloy ranged from 1 to 6, while a few associated band segregations were determined as well. The room temperature tensile strength of收稿日期：2023-09-15；修订日期：2023-10-10Received：2023-09-15；Revised：2023-10-10基金项目：航天部金属材料预研课题（JPPT-2016-010）Fund：Pre-research project of metallic materials of Department of Aerospace (JPPT-2016-010).引文格式：闫路,刘斌斌,曲斌瑞, 等. 平贮ZL205A铝合金微观缺陷与宏观力学性能关系研究[J]. 装备环境工程, 2023, 20(10): 22-29. YAN Lu, LIU Bin-bin, QU Bin-rui, et al. Relationship between Microdefects and Mechanical Properties of ZL205A Aluminum Alloy after Long-time Storage[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(10): 22-29.*通信作者（Corresponding author）第20卷第10期闫路，等：平贮ZL205A铝合金微观缺陷与宏观力学性能关系研究·23·samples with microdefect level from 1 to 3 was around 380 MPa, but it decreased to 340.5 MPa in the samples with microdefect level 5. The results indicated that microdefect level higher than 4 had great impact on the tensile strength at room temperature.However, the trend of higher microdefect level leading to larger tensile strength was only observed at 100 ℃ during high temperature tensile. Room temperature fatigue tests indicated that the fatigue limit of ZL205A alloy was 99.2 MPa under the fatigue life capability of 107 cycles. The average impact absorbed energy of samples with microdefect level 1 was 3.19 J, obviously higher than that of samples with lower microdefect levels. The room temperature tensile and impact properties show strong dependence on the microdefect levels. At high temperature tensile, the decrease of strength is determined by temperature rather than microdefect levels.KEY WORDS: ZL205A; microdefects; room temperature tensile; high temperature tensile; room temperature fatigue; room temperature impact高强铝合金具有密度低、强度高、加工性能及焊接性能良好等特点，被广泛应用于航空、航天及民用领域。