合金化及热处理对7075铝合金组织和应力腐蚀性能的影响

摘要

本研究采用铸锭冶金法制备了含Sc量为0.22％(质量分数，下同)的7075合金和含Ti量为0.18%的7075合金，在含Ti量为0.18%的基础上，制备了含Zn量为11.2%的7075合金，研究了Sc的添加、Ti的添加、Zn的含量对不同时效状态下7075合金的性能的影响，尤其是抗应力腐蚀性能的影响。最后，又重点研究了回归再时效热处理对高Zn含量0.18%Ti7075铝合金的性能影响，得出了综合性能良好的热处理工艺参数。并使用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对不同成分和热处理条件下合金的微观组织的变化进行了研究。结果表明：
　　(1)加入0.22%Sc元素，可以有效细化常规7075铝合金的晶粒，改善合金的晶界。与常规7075相比，0.22%Sc7075合金在T6，RRA，T73和ORRA状态下，硬度分别提高22.9%，29.5%，24.8%和21.5%，抗拉强度分别提高5.77%，6.32%，3.17%和2.4%，延伸率分别提高17.39%，20.59%，12.94%和9.6%，应力腐蚀敏感性因子分别降低了30.28%，26.09%，33.87%和4.41%。
　　(2)加入0.18%Ti元素，可以在一定程度上细化常规7075铝合金的晶粒，改善合金的晶界，降低晶界成分偏析。与常规7075相比，0.18%Ti%7075合金在T6，RRA，T73和ORRA状态下，硬度分别提高11.2%，19.6%，15.2%和12.9%，抗拉强度分别提高2.3%，3.2%，1.4%和3.2%，延伸率分别提高10.1%，18.9%，5.9%和7.2%，对应的应力腐蚀敏感性因子分别降低39.5%，55.2%，51.2%，38.1%。
　　(3)Zn含量提高到11.2%之后，可以降低晶内成分偏析，净化晶界，提高MgZn2的时效强化性能。与0.18%Ti7075相比，高Zn含Ti7075合金在T6，RRA，T73和ORRA状态下，硬度分别提升了29.2%，17.2%，21.3%和16.3%，抗拉强度分别提高9.4%，13.4%，7.0%和6.2%，延伸率分别降低了15.8%，29.5%，6.7%和1.1%，应力腐蚀敏感性因子分别增加了111.4%，47.8%，42.9%和54.1%。
　　(4)对于高Zn含量的7075合金而言，当回归温度为180℃时，随着回归时间的延长，合金的硬度下降，强度下降，抗应力腐蚀性能显著提高；当回归温度为210℃时，随着回归时间的延长，合金的硬度下降，强度在短时间增大到最大值然后下降，抗应力腐蚀性能显著提高。
　　(5)比较本论文所有的研究结果可知，当回归温度为180℃，回归时间为1800s时，高Zn含Ti7075合金的强度高达647MPa，比RRA处理7075合金提高13.51%，应力腐蚀敏感性因子仅为8.34%，比RRA处理7075合金降低70.53%，综合性能性价比最佳。

目录

声明

1 引言

1.1 Al-Zn-Mg-Cu系铝合金的历史及研究现状

1.2 合金元素对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织及性能的影响

1.3 热处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金微观组织及性能的影响

1.4 Al–Zn–Mg–Cu铝合金的应力腐蚀

1.5 本课题的研究目的和研究内容

2 试验材料和研究方法

2.1 试验方案

2.2 试验材料的制备

2.3 试验方法

3 热处理对含Sc7075铝合金组织和性能的影响

3.1 试验结果

3.2 分析与讨论

3.3 本章小结

4 热处理对含Ti7075铝合金组织和性能的影响

4.1 试验结果

4.2分析与讨论

4.3 本章小结

5 热处理对高Zn含Ti7075铝合金组织和性能的影响

5.1 试验结果

5.2 分析与讨论

5.3 本章小结

6 回归热处理参数对高Zn含Ti7075铝合金性能的影响

6.1 实验结果

6.2 分析与讨论

6.3 本章小结

7 结论

参考文献

个人简历及攻读硕士学位研究生期间的研究成果

致谢