基于JMatPro对2324铝合金析出相的热力学模拟计算

2324铝合金具有优异的综合性能,尤其是高的损伤容限性能,作为结构材料在先进大飞机上得到广泛应用,其热处理工艺是保证高综合性能的关键.本文以工业用2324铝合金为研究对象,采用JMatPro软件模拟计算2324铝合金的平衡相组成、亚稳相、TTT/CCT曲线、等温时效相组成,并优化其热处理工艺参数.研究结果表明,2324铝合金在室温条件下的相组成为88.02％α(Al)、7.28％S(Al2 CuMg)、2.45％Al6 Mn、1.35％Al2 Cu、0.63％E(AlCrMgMn)和0.27％Mg2 Si,其中S相是主要的强化相;合金的亚稳相为S′相、Q′相和η′相,其中S′相为时效过程主要强化相;通过TTT曲线计算表明,在热处理过程中,GP区、η′、S′、η(MgZn2)、S相的鼻尖温度依次升高,分别为170、300、350、360、420℃,对应的孕育时间分别为5.45、40.91、15.23、920.62、305.83 s.CCT曲线计算表明,在热处理过程中,GP区、η′、S′、η(MgZn2)、S相不析出的临界冷却速率分别为0.95、1.72、5.22、0.16,0.90℃/s;在190℃时效时,S′相的析出量较大,完全时效时间也较短.时效时间为5～10 h时,强化相含量较高,GP区也有一定含量;因此,综合上述结果可以得出最佳的热处理工艺:固溶处理时,冷却介质的冷却速度大于5.22℃/s,试样固溶转移时间小于5.45 s,时效的温度和时间分别设置为190℃,5～10 h.