固溶与时效热处理制度对7050铝合金组织与性能的影响

摘要

7050高强铝合金是在7075铝合金的基础上，通过调整主要合金元素Zn、Cu、Mg的含量，同时添加Zr元素来代替Mn、Cr合金元素，并降低Si、Fe等杂质元素的含量而得到的。7050高强铝合金具有比强度高、密度小、易于加工及韧性好等一系列的优点，广泛应用于航空、航天、交通运输及其它要求轻量化、高强度及高应力结构件中。但是该合金在具有高强度时抗腐蚀性能却较差，不利于材料的综合性能。7050高强铝合金还是典型的时效强化型合金，热处理工艺对合金的性能有较大的影响。本文通过金相组织观察、扫描电镜及能谱等分析方法并结合显微硬度、室温力学拉伸测试，同时通过腐蚀性能实验，主要研究了双级固溶双级时效热处理工艺制度对7050高强铝合金的组织演变、力学性能和腐蚀行为的影响，为该合金获得良好的力学性能和优良的抗腐蚀性能等综合性能及工业应用提供一些理论基础和实验依据。研究结果表明：
　　①确立了450℃为7050高强铝合金的一级固溶热处理温度。单级固溶处理时合金的固溶效果不理想，性能提升不明显，而双级固溶处理能突破单级固溶的最高限制温度进而提高固溶效果。双级固溶处理过程中随着第二级固溶温度的提高，合金的过饱和程度逐渐增大，强化效应增强，从475℃提升到495℃，合金中的残余粗大第二相体积分数从1.346％下降到0.206%，在450℃/1h+495℃/1h双级固溶处理时，合金中粗大第二相数量减少最为明显，强化效果最佳。
　　②双级固溶双级时效处理时，随着第二级时效时间的延长，合金的抗拉强度先上升然后逐渐下降，延伸率先升高后下降，同时电导率随着时效时间的延长而逐渐提高。经过双级固溶450℃/1h+495℃/1h，双级时效120℃/8h+160℃/24h热处理时，材料的σb=591MPa，δ=14.16%，硬度191HV，电导率为41.01%IACS，强度有所下降，但是延伸率得到提高，电导率数值较高。
　　③通过腐蚀测试实验，根据二级时效时间的不同，合金的抗腐蚀性能按照以下次序依次降低：过时效>峰值时效>欠时效。在双级时效处理的高温阶段，随着时效时间延长，合金的腐蚀类型由沿晶腐蚀逐渐转向穿晶腐蚀，材料的腐蚀电位增大，合金耐蚀性能提高。在双级时效120℃/8h+160℃/24h热处理时，合金的晶间腐蚀深度46μm，腐蚀等级3级，抗腐蚀性能较好。

目录

1 绪 论

1.1 引言

1.2 7xxx系铝合金的发展概况

1.3 7xxx系高强铝合金的合金化元素

1.4 7xxx铝合金的热处理工艺

1.5 研究目标及内容

2 实验内容及实验方法

2.1 实验材料

2.2 工艺路线

2.3 热处理工艺

2.4 组织分析

2.5 性能分析

3 固溶及时效制度对7050铝合金组织及性能的影响

3.1 固溶温度的确定

3.2 双级固溶温度对合金组织的影响

3.3 双级固溶温度对合金力学性能的影响

3.4 单级时效

3.5 双级时效

3.6 本章小结

4 高强7050铝合金腐蚀性能的研究

4.1 晶间腐蚀性能测试

4.2 剥落腐蚀性能测试

4.3 极化曲线测试

4.4 本章小结

5 结论及展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献

附录

A．作者在读学位期间发表的论文

B．专利