高强高韧耐蚀7050铝合金的时效与腐蚀行为研究

摘要

7050合金是在7075合金的基础上，通过优化主合金成分Zn、Cu、Mg，添加Zr来代替Cr、Mn元素并大幅降低Fe、Si杂质含量，采用新型热处理制度发展起来的高强高韧耐蚀铝合金。目前，国内对于7050合金板材的研究还处于仿制和试验阶段，在热处理工艺方面与国外差距较大，达不到相同的力学和抗腐蚀性能，为此，本文研究了7050合金的时效处理制度、组织演变和腐蚀行为，为该合金获得良好的力学性能和抗腐蚀能力等综合性能以及工业应用提供一些理论和实验依据。
　　采用拉伸力学性能测试、硬度测试、电导率测试、金相和透射电子显微分析等方法，研究了7050合金在单级时效、双级时效和回归再时效热处理后的强度、硬度、电导率和微观组织演变。结果表明:7050铝合金在时效处理中的主要强化相为η'相，不同时效制度下合金强度、硬度和电导率与析出相的性质和分布特征有关。120℃时效24h，合金获得了最高的峰值硬度为196.3，电导率为20.0MS/m，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为601MPa、538MPa和13.9％，单级时效下合金具有较高的强度，但抗腐蚀性能较差。合金适宜的双级时效工艺是120℃/6h+165℃/16h，在此条件下合金的硬度为180.7，电导率为23.3MS/m，抗拉强度、屈服强度和伸长率分别为558MPa、504MPa和12.5％，双级时效下合金在损失一定强度和硬度的条件下提高了抗腐蚀性能。合金适宜的回归再时效处理工艺为120℃/24h预时效-170℃/120min回归-120℃/24h再时效，在此条件下，合金的抗拉强度、屈服强度、伸长率和电导率分别为596MPa、575 MPa、12.4％和23.5MS/m，回归在时效下合金具有较高的强度和较高的抗腐蚀性能。
　　采用金相和加速腐蚀试验等方法研究了7050合金在不同时效处理下的晶间腐蚀和剥落腐蚀行为。结果表明:7050铝合金单级时效下抗腐蚀能力大小顺序为:过时效＞峰时效＞欠时效，120℃时效2h、24h和48h后的晶间腐蚀最大腐蚀深度分别为58.861、45.851和29.512μm，剥落腐蚀浸泡48h后的等级分别为EC、EC、EB。双级时效的抗腐蚀能力随终时效时间的延长而增强，165℃终时效0h、3h、12h和24h后的晶间腐蚀最大腐蚀深度为50.312、46.658、31.236、20.586μm，剥落腐蚀48h后的腐蚀等级分别为EC、EB、EA、EA。回归再时效的抗腐蚀能力随回归时间的延长而增强，170℃回归15min、120min和200min再时效后的晶间腐蚀最大腐蚀深度为67.051、56.036、26.236μm，剥落腐蚀48h后的腐蚀等级分别为ED、EB、 EA。