《铝加工》2010年第4期总第195期

学术综论

（c）元素Mg

图2铸态2024合金的SEM像及元素面扫描分布

（d）元素Mn

图3所示为铸态及均匀化态2024合金的DSC曲线。由图3可知，铸锭在503.1℃和641.2℃处出现吸

热峰。其中，503.1℃是该合金组织中非平衡低熔点共晶相的熔化温度；641.2℃是合金的熔点。比较铸态及不同均匀化处理后的DSC曲线，发现均匀化处理后,共晶组织的熔化峰面积减小，表明均匀化处理使晶界非平衡低温共晶相溶解充分，合金元素在晶界处的偏析减少。而均匀化退火是基于原子的扩散运动，均匀化过程中，扩散系数与温度的关系可用Arrhenius方程表示如下：

D=D0exp（Q式中：D为与温度基本无关的系数；Q为扩散激活能；R为摩尔气体常数；T为绝对温度。从Arrhenius方程可以看出，温度越高，扩散系数越大，原子扩散速度越快，偏析越容易消除。因此，为了加速均匀化过程，应尽可能提高均匀化温度。然而，为了防止合金过烧，该合金铸锭的均匀化温度不能超过503.1℃。

2.3均匀化态合金的组织

a）、（b）、（c）、（d）、（e）所示为合金在不图4（

同均匀化温度下进行均匀化处理的金相组织。可以看出，随均匀化温度的升高，合金组织中的非平衡低熔点共晶相逐渐溶解，晶界上的残留相由连续分布转变为不连续分布。经495℃均匀化处理24h后，合金中的枝晶网络变稀，非溶相和枝晶偏析基本消除；当均匀化温度进一步升高到505℃时，发生轻微过烧；合金经515℃均匀化后，出现晶界复熔物或三角晶界，合金处于较严重过烧状态。因此，考虑到工业生产中的各种影响因素（大尺寸铸锭和炉温波动等），在满足合金性能要求的前提下，建议合金均匀化温度为490~495℃。

图4（）f、（g）、（h）所示为合金在495℃不同时间下均匀化处理的金相组织。从图中可以看出，随着均匀化时间的延长，晶界上粗大的共晶组织和枝晶逐渐溶解。合金在495℃均匀化处理12h时，枝晶网溶解不充分，晶界上粗大的非平衡相有所减少；当均匀化时间达到24h时，合金组织中网状共（e）；此后再晶体基本溶解，且枝晶网络变稀见图4

延长均匀化时间，尽管枝晶网溶解充分，残留相较少，但效果也不很明显见图4（g）和（h）。考虑到生产周期，2024合金适宜的均匀化时间定为24h为宜。

2.4均匀化前后合金元素的成分分布

图5所示为2024铝合金铸锭经均匀化处理前后主要合金元素的线扫描分析结果。可见，铸态合金的主要元素Cu、Mg、Mn在合金内分布不均匀，尤其是在晶界上存在明显的富集现象，其中Cu的偏析程度最大，Mg的次之，Mn

的偏析程度最小；

热峰

湿度/℃

图3

2024铝合金的DSC

曲线

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