高淬透性高強(qiáng)7085型鋁合金固溶時(shí)效工藝優(yōu)化與性能研究.pdf

1、7085鋁合金是當(dāng)今世界最先進(jìn)的鋁合金之一,在大型飛機(jī)等領(lǐng)域具有重大應(yīng)用背景。迄今為止,有關(guān)7085鋁合金的技術(shù)資料處于高度保密狀態(tài)。本文對(duì)四種成分的7085型鋁合金(Al-7.0Zn-1.41Mg-1.50Cu-0.14Zr-0.023Sr,Al-7.48Zn-1.51Mg-1.42Cu-0.15Zr,Al-7.95Zn-1.8Mg-1.59Cu-0.15Zr-0.024Sr,Al-8.34Zn-1.89Mg-1.83Cu-0.15Z

2、r-0.06Sr-0.1Sc,分別記為7085-1、7085-2、7085-3和7085-4)的固溶處理、時(shí)效工藝、抗腐蝕性能、力學(xué)性能和淬透性等進(jìn)行了較為系統(tǒng)的研究,所開(kāi)展的探索性工作和取得的創(chuàng)新成果如下:
　　 (1)研究了7085型鋁合金的固溶處理。結(jié)果表明,相比常規(guī)固溶處理(470℃×2h),強(qiáng)化固溶處理(470℃×2h×480℃×2h+490℃×2h)使7085型鋁合金中粗大第二相溶解更為充分,加速了合金的時(shí)效動(dòng)力學(xué),

3、提高了合金經(jīng)121℃×24h(傳統(tǒng)T6)時(shí)效后的抗腐蝕性能尤其是抗剝落腐蝕性能,其中7085-4鋁合金經(jīng)強(qiáng)化固溶T6時(shí)效處理后,其剝落腐蝕等級(jí)達(dá)到EA+。Sr、Sc的微合金化能阻止晶粒長(zhǎng)大,顯著改善合金的抗剝落腐蝕性能,而Sr和Sc復(fù)合微合金化大幅降低合金的晶體取向;
　　 (2)研究了7085型鋁合金經(jīng)強(qiáng)化固溶、預(yù)壓縮(變形量為1.5～3.5%)后的時(shí)效(單級(jí)、雙級(jí)T76、三級(jí)RRA及雙峰時(shí)效)。研究表明,雙級(jí)時(shí)效比單級(jí)、三級(jí)

4、和雙峰時(shí)效具有更好的硬度與電導(dǎo)率配合。發(fā)現(xiàn)了合金的雙級(jí)時(shí)效硬度與電導(dǎo)率之間存在著相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.96的線性關(guān)系變化規(guī)律。晶間腐蝕試驗(yàn)亦表現(xiàn)出雙級(jí)時(shí)效比單級(jí)、三級(jí)時(shí)效具有更高的抗晶間腐蝕性能。合適的雙級(jí)時(shí)效工藝亦比單級(jí)、三級(jí)時(shí)效具有更好的抗剝落腐蝕性能。綜合硬度、電導(dǎo)率、抗腐蝕性能,總體上以121℃×5h+143℃×16～32h/153℃×8～16h/163℃×5～8h的時(shí)效制度較為理想。Sr的微合金化具有延遲時(shí)效的作用;
　　

5、(3)研究了7085型鋁合金的拉伸性能。所研制成功的三種擠壓棒材7085型鋁合金(7085-1、7085-2、7085-3)經(jīng)不同熱處理制度后,合金都展現(xiàn)了較好的力學(xué)性能,其中7083-3在強(qiáng)化固溶處理?xiàng)l件下,經(jīng)121℃×5h+153℃×9.5h、121℃×5h+133℃×20h、121℃×5h+153℃×16h三種雙級(jí)時(shí)效制度后,合金的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、電導(dǎo)率分別為502.7MPa、561MPa、11.3%、33.39%LA

6、CS,494MPa、568MPa、13.5%、30.97%LACS和482MPa、542.25Mpa、11.5%、35.23%LACS,綜合性能較好。同時(shí)發(fā)現(xiàn),強(qiáng)化固溶處理對(duì)含Sr7085型鋁合金的拉伸性能具有顯著提高作用。Sr的微合金化與強(qiáng)化固溶的配合能顯著提高合金的拉伸性能;
　　 (4)研究了7085型鋁合金的淬透性。末端淬火(端淬)試驗(yàn)結(jié)果表明,7085-1、7085-2、7085-3的端淬深度(硬度降幅在10%以內(nèi))都

7、在138mm以上(淬透性＞276mm),至少是7075鋁合金的5.5倍。大塊料(7085-1:(φ)300mmx155mm,7085-2:(φ)190mm×165mm)整體淬火證明,合金的淬透性很高,至少在152mm以上;
　　 (5)建議7085型鋁合金中Zn/Mg比不低于4.4。
　　 本文成功研發(fā)了高淬透性高強(qiáng)7085型鋁合金,及其固溶、時(shí)效制度,揭示了其硬度、電導(dǎo)率、晶間腐蝕性能、剝落腐蝕性能、拉伸性能及淬透性的