合金具有高强度、耐损伤、可时效强化等特点, 可用于下一代音速飞机蒙皮和战车装甲等领域, 按构件形状的不同其来料可分为热轧和冷轧的区别。热轧板和冷轧板经时效处理后, 发现热轧板较冷轧板的抗拉和屈服强度更高, 但延伸率下降。在同种轧制实验条件下, 垂直于轧制方向的抗拉和屈服高于沿轧制方向, 延伸率降低。通过金相和透射电子显微镜发现, 热轧板晶粒较冷轧板细小, 再结晶晶粒多, 且热轧板的析出相较冷轧板细小、密集的分布在铝基体中, 在宏观上反应为抗拉强度及硬度更高。那么是什么导致无锡冷热轧板的强度不一样呢?

热轧和冷轧断口形貌扫描分析

对冷、热轧板试样固溶后, 在175℃下进行15 h的人工时效处理, 然后用力学拉伸机分别沿轧制方向和垂直轧制方向拉断, 对端口进行扫描电镜形貌分析, 其结果如下。

1 沿轧制方向

冷、热轧板沿轧制方向断口SEM形貌如图6所示。可以看出, 两图中断裂韧口都比较平整, 韧窝很少, 两者都为穿晶断裂。比较而言, 冷轧板断口平齐的尺寸要大于热轧板的。这说明热轧板的晶粒尺寸比较小, 所以图中的形貌尺寸比较细小。即证明了为何同为沿轧制方向, 热轧板的强度要稍高于冷轧板。

2 垂直轧制方向

冷、热轧板沿垂直轧制方向断口SEM形貌如图7所示。可以看出, 两图中韧窝比较多, 两者都为沿晶断裂。比较而言, 热轧板上单位长度上的韧窝尺寸明显比冷轧板的韧窝尺寸要小, 数量较多。这说明热轧板晶粒尺寸更加细小, 在沿垂直轧制方向的力学性能偏高于冷轧板。

3 比较分析

比较图6和图7可知, 沿轧制方向上的断裂机制主要是穿晶断裂, 而垂直于轧制方向上的主要为沿晶断裂。由于晶界上的强度高, 延伸性差, 所以表现出在垂直于轧制方向上的力学性能高于沿轧制方向, 而断后延伸率低于沿轧制方向。由于产生的晶界强化作用, 使热轧和冷轧板在垂直轧制方向上的强度高于沿轧制方向上的。

由以上内容可知，热轧板的晶粒较冷轧板更加细小, 时效过程中有相对较多的再结晶现象出现;断口扫描后发现垂直轧制方向上断裂机制为沿晶断裂, 沿轧制方向上为穿晶断裂。由透射电镜观察晶内析出相发现, 热轧板时效之后的强化相θ'比冷轧板晶内有更多的强化相析出, 细小、均匀的分布在铝基体中, 其强度更高。