摘要：本文旨在通过对2A14铝合金板材的概况与研究现状进行分析，通过一定的实验对其热处理工艺进行较为深刻的认识，并分析在热处理过程中各因素对2A14铝合金板材组织与性能等的影响，对今后的热处理工艺提供一定的理论基础。
关键词：2A14铝合金板材 热处理 淬火
由于具有较为高的强度以及很好的锻造性和热塑性再加上其良好的焊接性以及工作热度较高等优点，2A14铝合金在航空航天以及交通运输等行业中被广泛运用，因此，其性能直接关系到有关领域产品的安全性。[参考文献：
[1]张维. 2A14铝合金热成形及淬火过程中的残余应力研究[D].武汉理工大学,2016.]在经过一系列的淬火、时效等处理之后，2A14铝合金板材可以得到很好的综合性能。而在热处理工艺中很多因素对其组织与性能会有很大的影响，因此，对2A14铝合金板材热处理工艺进行研究具有十足的必要性。
一、2A14铝合金概况与研究现状
1.1 2A14铝合金概况
2A14 铝合金具有较高的强度，较高的塑性以及较为优越的可焊接性等优点，是属于AL-Cu-Mg-Si系的可热处理强化变形的铝合金，在航空航天，交通运输以及制备战略武器备用结构件中发挥着重要的作用，是十分重要的材料。而在当下，随着航天用铝合金结构件的轻量化与大型化、整体化发展趋势，2A14铝合金的制造性能也面临着更高的要求。
1.2 2A14铝合金研究现状
当前，对于2A14铝合金热加工工艺方面的研究重点主要在于锻造性能等方面。例如，刘文胜等的热压缩实验，刘东亮的多向锻造实验，以及等温低速锻造技术的实验，等温模锻技术的实验等，对2A14铝合金的各项性能进行了研究，增强了对其的认知。而针对淬火等热处理工艺方面，国内外的重点则在提高材料的性能方面，固溶温度，显微组织对其性能影响的研究，均匀化热处理工艺对其的影响研究等。
二、实验
2.1实验材料的准备
2A14铝合金熔体使用半连续水冷铸造的方法所生产的铸锭，经过均匀化处理以及锯切和热轧等处理后，最后再切取经过中温轧制成品厚度板材的横向试样从而供实验用。
2.2实验的内容
本次实验主要有三个重要的实验内容，首先进行淬火实验，由于不同的淬火温度对板材的组织以及性能等都有着影响，因此为了最终确定板材的淬火温度与保温时间，需要将2A14铝合金板材放在470摄氏度，480摄氏度，490摄氏度，500摄氏度，505摄氏度以及510和520摄氏度的不同温度下进行淬火实验，并保温10分钟，通过实验从而更好地确定淬火温度对于2A14铝合金板材的性能以及组织的影响的差异性，从而更好的确定淬火时需要保证的温度的范围，同时，还可以将淬火温度作为定量，将保温时间作为变量，从而确定淬火保温的最优时间。
其次需要进行退火实验，从而研究退火温度的差异性对板材的性能与组织所造成的不同的影响。一方面，将保温时间作为定量，将冷加工后的板材分别置于100摄氏度，150摄氏度，180摄氏度，200摄氏度，230 摄氏度，270摄氏度以及290摄氏度等不同的温度中进行退火，并将保温时间确定为1小时，以便确定不同退火温度对板材性能与组织的影响。另一方面，将板材置于上述同样退火温度中，但是将保温时间变为1小时和2小时，并将其进行对比，从而确定不同的退火保温时间对于板材的影响。
最后需要进行时效实验，从而确定不同的时效温度对于板材的影响，在这一项实验中，需要将2A14板材在淬火矫直后分别置于100摄氏度，120摄氏度，140摄氏度以及160和180摄氏度的不同温度下时效，并保温10小时，经过此次实验从而更好的确定可行的最佳时效温度的范畴。另外，不同的保温时间对板材性能与价值的影响也具有一定实验价值，需要进行必要的试验，从而更好的确定保温时间的范围。
2.3实验的过程
2A14板材需要进行的生产工艺流程包括熔铸，均火，锯切，铣面，加热，热轧，中温轧制以及预剪切等环节，但需要看到的是，2A14-0生产需要的流程还有退火，矫直，精整，以及成品检验和包装交货，而2A14-T4板材需要进行的生产流程则包括淬火，压光，矫直，精整和成品检验，包装交货，2A14-T6的生产工艺流程与2A14-T4的流程大致相同，但需要在矫直后进行时效。在实验材料的制备过程中，选取了使用半连续水冷铸制造法生产出来的铝合金注定，经过前期的均匀化的处理以及锯切和铣面等工艺流程后，进行热轧，预剪切，并且分别进行淬火与时效实验，最后进行精整与成品检验并包装交货。
三、实验结果分析
3.1退火实验的结果与分析
通过对实验结果的分析与研究可以看出，当退火保温的时间保持在1小时的时候，退火温度的升高会使合金的组织与性能产生一定的变化，由于温度的升高板材的强度将会降低，而伸长率则会升高。另外，退火保温时间对板材的组织与性能的影响主要表现在强度随着时间增长而下降，伸长率则会增加，同时，温度的变化对此变化趋势也有着一定的影响，温度高则影响大，反之温度低则影响小。因此可以看出，退火保温时间对于2A14铝合金板材的性能的影响主要取决于退火温度的变化，而保温时间的影响则主要体现在力学性能方面，且影响有限。
3.2淬火实验的结果与分析
通过对淬火实验结果的研究与分析，可以看出来，当淬火的温度保持在470到500摄氏度时板材的强度与伸长率会随着温度的提升而增强，而当温度高于500摄氏度时，淬火温度的提升则会导致其强度与伸长率等下降，通过有关资料可以明确，2A14的过烧温度为509摄氏度。由此，可见，在淬火中，需要将温度保持在500摄氏度左右为最佳，不宜超过509摄氏度。而淬火的保温时间则以10分钟左右为最佳，可以使2A14铝合金板材的组织与性能达到最佳效果。
3.3时效实验的结果与分析
通过对时效实验结果的研究与分析，可以发现，合金强度会随着时效的温度升高而升高，而160摄氏度则为重要转折点，因此需要在合金板材生产流程中将时效温度保持在160摄氏度左右，不可超过165摄氏度，并将保温时间确定为12小时，因为，板材性能在保温12小时的时候会出现峰值，之后则会下降，因此，时效保温时间为12小时，温度在155到165摄氏度之间为最佳，可以使2A14铝合金的组织与性能达到最佳的效果。
四、2A14铝合金板材组织与性能的其他影响因素
影响2A14铝合金板材性能的因素有很多，包括变形温度，以及固溶-冷变形-时效工艺等对其的影响都是很大的。一方面，当在200摄氏度中进行中温轧制时，在后面的固溶过程中的溶解将会加速，塑性将会提升，与传统的热轧工艺进行对比将会发现，200摄氏度的中温轧制环境将会使其产生一种更高密度的位错，大量的存储能在这个时候被累积，同时协同热处理将会使2A14铝合金板材的强度提升，还会使伸长率提升，从而满足有关指标规定要求。[[2]童灯亮,易幼平,黄始全,何海林,郭万富,王并乡.变形温度对2A14铝合金组织与力学性能的影响[J].材料导报,2020,34(06):6100-6104.]至于固溶-冷变形-时效工艺则可以将塑性变形过程中的形变的强化同热处理时的相变的强化有效的结合在一起并加以强化，它不是简单的形变与相变的叠加，而是使形变与相变相互影响并促进的一种工艺。[[3]刘娟,兰箭.2A14铝合金的固溶-冷变形-时效工艺[J].金属热处理,2018,43(07):163-167.]由此可知，在对2A14铝合金板材的热处理工艺进行研究中还需要考虑到其他的影响因素，以便更好地发挥热处理工艺的效能。
五、结束语
综上所述，2A14铝合金是属于AL-Cu-Mg-Si系的可热处理强化变形的铝合金，在许多方面都是一种重要的材料，因此，其良好的性能是十分重要的，而在对其热处理工艺的实验中可以发现，2A14铝合金板材的退火温度与保温时间的最佳范围为370到380摄氏度与保温1小时；而淬火的温度与保温时间应该以498到502摄氏度和保温10分钟为最佳，不可超过509摄氏度；而时效温度和保温时间160摄氏度和保温12小时为最佳。由此则可以最大的发挥热处理工艺的效能，从而保证铝合金板材的最佳组织与效能。另外，热处理工艺还应该与其他工艺进行良好的配合，例如固溶-冷变形-时效工艺等，从而使铝合金板材的性能达到最佳效果。