刘成，等：2024铝合金的均匀化热处理研究而扩散系数D与温度T的关系：D=D0exp（-QRT

!!!!!!!!!!（6）

将式（6）代入式（5），整理后得：1=Rln（t）-Rln（4.6L20

!!!!!（7）令P=R，B=4.6

，便得到：01=Pln（1!!!!!!!!!!（8）式（8）即为均匀化动力学方程。只要给出铸

锭原始组织参量便可做出铸锭加热转变动力学曲线。由于在相同温度下，Mg和Mn合金元素的扩散比Cu元素要快，所以主要考虑Cu元素的扩散。在本实验中，D（0Cu）=8.4mm2/s，Q（Cu）=136.8kJ/mol，R=8.31J/（mol·K），将各参量代入式（8）便可绘出不同参数时Cu元素的均匀化动力学曲线（见图7）。

K

/度温时间/h

图7不同参数时Cu元素的均匀化动力学曲线

从图7可以看出，随着均匀化温度的升高，均匀化时间大大缩短。根据定量金相可以知道，铸态枝晶平均间距L约为52μm，由以上分析可知，理想的均匀化温度为495℃，查动力学曲线可知在此温度下的均匀化时间为21.6h，这与实验结果495℃，24h）基本吻合。经均匀化退火后，合金组织枝晶偏析基本消除，晶界上的残留相也基本溶解。但合金经均匀化处理后晶界仍存在少量的Cu和Mg偏聚，这可能是由于合金中这些元素含量较高引起的。

学术综论

4结论

（1）铸态2024合金组织中存在严重的元素偏析

偏析程度大小为Cu、Mg、Mn。在晶界上有许多粗大的Al2CuMg和Al2Cu非平衡相。经495℃/24h均匀化处理后，合金铸锭中大部分平衡相溶解，晶界变得稀薄，各合金元素分布趋于均匀。

（2）2024合金铸锭均匀化过烧温度为503.1℃。适宜的实验均匀化温度为490~495℃。考虑到工业生产中各种影响因素的影响，建议合金生产均匀化

制度以（490~495℃，

24h）为宜。（3）在主要合金元素Cu、Mg和Mn中，Cu的扩散系数最小，偏析最严重，对均匀化过程起控制作用。合金的均匀化动力学方程为，由此得到的均匀化制度为（495℃，21.6h），与实验结果基本吻合。参考文献

[1]NIEBo,YINZhi-min,ZHUDa-peng,etal.Effectofhomogeni

zationtreatmentonmicrostructureandpropertiesofAl-Mg-Mn-Sc-Zralloy[J].J.Cent.SouthUniv.Technol.2007,14（4）,452～455

[2]贺永东,张新明,游江海.7A55合金均匀化处理[J].中国有色

金属报,2006,16

（4）,638～644.[3]张新明,李飞庆,唐建国,等.3104铝合金铸锭均匀化过程中

的溶解析出行为[J].中南大学学报（自然科学版），2009，40（4）,909～914.

[4]RobsonJD.Optimizingthehomogenizationofzirconium

containingcommercialaluminiumalloysusinganovelprocessmodel[J].MaterSciEngA,2002,A338:219～229.

[5]LiYJ,ArnbergL.Quantitativestudyontheprecipitation

behaviorofdispersoidsinDC-castAA3003alloyduringheatingandhomogenization[J].ActaMaterialia,2003,51（12）:3415～3428.

[6]李松瑞,周善初.金属热处理[M].长沙:中南大学出版社,

2003:17～23.

[7]王祝堂,田荣璋.铝合金及其加工手册[M].长沙:中南大学

出版社,2000:62~69.

[8]李晗，张建国，席守谋.热处理工艺对2024铝合金薄板力

学性能的影响[J].热加工工艺，2007，36（4），54～57[9]王轶农,武保林,王刚,等.LYl2铝合金的再结晶织构、晶界特

征分布及抗腐蚀性能[J].金属学报,2000,36（10）,1085～1088[10]NINGAi-lin，LIUZhi-yi，ZENGSu-min.Effectoflarge

colddeformationaftersolutiontreatmentonprecipitationcharacteristicanddeformationstrengtheningof2024

and

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