Microstructural Features and Mechanical Properties of Artificially Aged AA2024

Abstract

Microstructural features and mechanical properties of Al–Cu–Mg alloy (AA2024) were examined after aging the alloy between 105–195°C for various durations. One set of the specimens was aged at 105, 135, 165, and 195°C for 2 h, whereas the aging of other set of specimens at these temperatures was performed for 3.5, 3, 2.5, and 2 h, respectively. X-ray diffraction and scanning electron microscopy results indicated the formation of S- (Al₂CuMg) and - (Al₂Cu) phase precipitates whose density and size changed with aging time and the temperatures. Anomalous variations in yield strength, ultimate tensile strength, plastic elongation, elastic modulus and hardness were observed with either changing the aging temperature, or the time. However, the specimens aged at 135 and 195°C for 2 h displayed the maximum strength and hardness along with a slight decrease in their plasticity as compared to those aged at other temperatures with various durations.

Исследованы микроструктурные особенности и механические свойства сплава Al–Cu–Mg (АА2024) после старения с разной длительностью при температуре 105...195°C. Одну группу образцов подвергали старению при 105, 135, 165 и 195°C в течение 2 ч, другую – при одинаковой температуре в течение 3,5; 3; 2,5 и 2 ч. Дифракция рентгеновских лучей и растровая электронная микроскопия свидетельствуют об образовании выделений S- (Al₂CuMg) и -фаз (Al₂Cu), плотность и размеры которых изменяются вследствие изменения времени и температуры старения. Обнаружены аномальные изменения значений пределов текучести и прочности при растяжении, пластического удлинения, модуля упругости и твердости при изменении температуры или времени старения. Образцы, которые подвергались старению при 135 и 195°C, имели максимальное значение прочности и твердости, в то время как пластичность незначительно уменьшалась по сравнению с таковой образцов, подвергшихся старению с разной длительностью при других температурах.

Досліджено мікроструктурні особливості і механічні властивості сплаву Al– Cu–Mg (AA2024) після старіння різної тривалості за температури 105...195°С. Одну групу зразків піддавали старінню за 105, 135, 165, та 195°С протягом 2 годин, іншу – за однакової температури протягом 3,5; 3; 2,5 і 2 годин. Дифракція рентгеновських променів і растрова електронна мікроскопія свідчать про появу виділень S- (Al₂CuMg) і -фаз (Al₂Cu), густина і розміри яких змінюються внаслідок зміни часу і температури старіння. Виявлено аномальні зміни значень границь текучості і міцності при розтязі, пластичного видовження, модуля пружності і твердості при зміні температури або часу старіння. Зразки, які піддавали старінню при 135 і 195°С, мали максимальні значення міцності і твердості, в той час як пластичність зменшувалась незначно порівняно зі зразками, що піддавали старінню різної тривалості за інших температур.