回归再时效处理制度对Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金组织与性能的影响

摘要

Al-Zn-Mg-Cu系合金作为时效硬化型合金，具有高强、高韧、耐蚀、抗疲劳和高淬透性的综合性能，在航空航天领域等到了广泛应用。为了使Al-Zn-Mg-Cu系合金兼顾高强度、高韧性以及良好抗腐蚀性能，国外已经开始采用回归再时效处理制度(RRA)，工艺代号为T77，但是具体的工艺制度仍然保密。
　　本文以Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金（主要成分仿7085合金）为研究对象，采用硬度、电导率、室温拉伸、晶间腐蚀和差热分析(DSC)等实验方法，以及金相(OM)和扫描电镜(SEM)等电子显微分析方法，研究RRA处理对Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金的组织、力学性能以及腐蚀性能的影响规律，从而优化热处理制度，并进行分析和讨论。研究的主要结论如下:
　　1、未经热变形处理（挤压或轧制）的Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金组织不够致密，存在许多的缺陷，进而影响了合金的韧性和耐腐蚀性能。
　　2、Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金的组织过烧温度约为480℃，较佳的单级固溶制度为470℃/2h，此时第二相粒子溶解更彻底，晶粒长大不明显，也保证了组织不过烧。
　　3、Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金的峰值时效制度为120℃/6h，峰值时效态合金的硬度和电导率分别为202.5HV、18.8％IACS。与铸态合金相比较，峰值时效态的Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金强度和电导率分别提高了179.7％和8.75％，虽然合金的强度大幅度提高，但是电导率变化不大，且仍然低于20％ IACS，明显偏低，耐腐蚀性能较差。
　　4、Al-7.6Zn-1.6Mg-1.7Cu合金最佳的回归再时效工艺制度为120℃/6h+160℃/120min+120℃/6h，在此制度下，合金的硬度、抗拉强度和电导率分别是198.5HV、382.4MPa和20.3％IACS，晶间腐蚀等级为4级。与峰值时效态的合金相比，经回归再时效处理后的合金硬度变化不大，电导率提高了8％，性能一定程度上兼顾了强度和耐腐蚀性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 铝合金在航空航天中的应用

1．2 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的发展趋势

1．3 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的热处理工艺及研究现状

1．3．3 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的时效处理

1．4 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的显微组织

1．4．1 基体析出相MPt

1．4．2 晶界析出相GBP

1．4．3 晶界无析出带PFZ

1．5 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的耐腐蚀性能

1．5．2 晶间腐蚀

1．5．3 剥落腐蚀

1．5．4 应力腐蚀开裂

1．6 本文的研究背景和主要内容

第二章 实验合金制备及研究方法

2．1 实验材料及主要设备

2．1．1 实验材料

2．1．2 主要实验仪器

2．2 实验方案

2．2．1 熔炼工艺

2．2．2 热处理工艺制度

2．3 性能测试

2．3．1 成分测定

2．3．2 显微硬度测试

2．3．3 室温拉伸性能测试

2．3．4 DSC实验

2．3．6 晶间腐蚀实验

2．4 显微组织的观察和分析

2．4．1 金相组织观察

2．4．2 扫描电镜组织观察与分析

第三章 Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金固溶处理和单级时效工艺的研究

3．1 引言

3．2．1 Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金铸态显微组织

3．2．2 不同固溶温度对Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金组织的影响

3．2．3 不同固溶时间对Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金强度的影响

3．3 单级时效对Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金组织与性能的影响

3．3．2 单级时效对Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金电导率的影响

3．4 分析与讨论

3．4．1 单级固溶对合金组织和性能的影响

3．4．2 单级时效对合金组织和性能的影响

3．5 本章小结

第四章 RRA处理对Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金的组织与性能的影响

4．1 引言

4．2 Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金性能的研究

4．3 Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金断口形貌分析

4．4 Al-7．6Zn-1．6Mg-1．7Cu合金晶间腐蚀性能的研究

4．5 分析与讨论

4．6 本章小结

第五章 结论

参考文献

致谢