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《铝加工》2021年第3期总第260期设备检测

2A12合金化铣样品表面粗晶形成机理研究

李政龙，冯旺

（西南铝业（集团）有限责任公司，重庆400050）

摘要：2A12铝合金广泛应用于机身蒙皮等飞机结构件。拉伸成形（拉形）是蒙皮类零件成形的重要加工工艺，在拉形过程

及后续处理中出现的表面缺陷将严重影响蒙皮的使用寿命。通过宏观观察、化学成分、显微组织分析等检测手段对化铣后

表面出现的粗晶现象的2A12铝合金样品进行了综合分析，认为样品粗大晶粒是在预拉形后的淬火热处理过程中形成的，并

对缺陷形成机理进行了研究和讨论。

关键词：2A12铝合金；粗大晶粒；临界变形；化铣

中图分类号：TG339文献标识码：B文章编号：1005-4898（2021）03-0051-04

doi：10.3969/j.issn.1005-4898.2021.03.12

0前言1试验方案

Al-Cu-Mg系硬铝合金因其具备较高的强度、在该缺陷样品上取样，分别采用LeicaDVM6

良好的加工性能与疲劳性能而广泛应用于工程领数码显微镜、时代TIME3321型手持式粗糙度仪、

域。2A12合金是其中一种典型的可热处理强化铝瑞士ARL4460型光电直读光谱仪和OlympusBHM

合金，其在国际牌号中对应2024合金，是飞机机金相显微镜进行宏观观察、表面粗糙度测量、化学

身结构件材料的重要选择对象，例如：A340空客成分检测和组织分析，并通过验证试验进一步明确

机翼下表面蒙皮采用2024-T351铝合金，A380客粗晶形成机理。

机主翼盒与外翼盒下蒙皮均采用了2024-HDT/

2试验过程和结果

2024A-T351铝合金，挤压框选用了2024-T42铝合

金等。拉伸成形（拉形）是飞机蒙皮类零件的重

[1]图1示出了化铣样品宏观形貌。化铣面不同位

要成形方式，该技术具备模具简易、成型件回弹小置沿轧制方向和垂直于轧制方向的表面粗糙度检测

等诸多优点，已实现了飞机上30%蒙皮类零件的成结果见表1。

形。在铝合金蒙皮拉形过程中主要的失效形式包

[2]

括起皱、破裂和表面缺陷。橘皮是拉形中最早出现

的一种表面缺陷，由材料晶粒组织粗大引起。

2A12合金在退火、淬火等热处理过程和轧制、成

形等变形过程中均可能形成粗晶组织。

我公司供用户的某批次2A12合金退火板材在

（a）宏观形貌（b）粗晶部位3D景深形貌

经过预拉形、淬火、拉形校正、放置4天后，对板

图1样品化铣面宏观形貌

材化铣时发现化铣面晶粒粗大。经现场调查，该批表1表面粗糙度检测结果

次板材铸锭化学成分和均匀化工艺、板材轧制和退

粗糙度Ra/μm

火工艺、出厂力学性能等指标均满足相关标准要方向

位置1位置2位置3平均值

求。为探索化铣板材表面粗晶形成机理及其改进措

沿轧制方向（纵向）2.0202.2192.628