半固态粉末轧制是一种集半固态加工和粉末轧制于一体的新型带材制备工艺,该工艺具有短流程、近终成型、低能耗等一系列优点,制备的带材相对密度高,显微组织均匀,晶粒细小。目前已有半固态粉末挤压制备合金和复合材料等方面的研究,但是尚未见有半固态粉末轧制2024铝合金带材的报道。本文采用半固态粉末轧制法制备2024铝合金带材,并对带材作进一步的热轧致密化处理。为了提升带材性能,还对致密化后的带材进行热处理。主要研究结果如下:半固态粉末轧制成形受液相分数影响明显。液相分数过低,带材中孔隙率高;液相分数高,轧制过程中带材容易断裂,难以轧制成形完整的带材。与25℃下的固态轧制相比,半固态粉末轧制力较低,在585℃保温40min轧制时,轧制力仅为25℃下固态粉末轧制的1/3。继续升高温度,轧制力减小较慢,带材致密度、显微硬度都随保温温度的升高而增大。在该条件下,显微组织中原始粉末颗粒边界完全消除,晶粒为细小的等轴晶,远小于铸态晶粒,平均尺寸为10.68um,在部分晶界处有第二相出现。在半固态粉末轧制过程中,粉末颗粒表面的氧化膜破碎,部分氧化物被挤入基体中,作为增强相与基体结合,另一部分氧化物与析出相分布于晶界处,加上带材不致密,使其拉伸性能较差。最佳的粉末保温参数是将粉末在585℃下保温40min;轧制带材的显微硬度、抗拉强度、屈服强度、断后伸长率、相对密度分别达到83HV、128MPa、105MPa、3.1%、93.7%。在致密化过程中,当变形量小于40%时,带材相对密度升高迅速,继续增大热轧变形量,相对密度增加不明显,但带材强度不断提高。最优的热轧保温温度为450℃,在该条件下晶粒不会过分长大。带材经75%变形量热轧之后,原来位于晶界处的一次相消失,团聚的氧化物也均匀分散;同时第二相粒子也有一定量的析出,并在基体中均匀地分布。热轧后带材的显微硬度、抗拉强度、屈服强度和断后伸长率分别为149HV,395MPa、308MPa和12.1%。带材显微硬度随固溶温度的升高先升高后降低,随着固溶时间的延长也呈现出相同的变化趋势。时效处理之后,带材中均匀分布有大量的Cu Al2、Al2Cu Mg强化相和少量分散的氧化物粒子。最佳热处理工艺为490℃固溶45min后水淬,再在180℃时效12h。其显微硬度为223HV,抗拉强度为526MPa,屈服强度为449MPa,断后伸长率为11.3%,拉伸试样的断裂方式为韧性断裂。