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Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材制备过程中组织性能的演变

2011-08-01周向尹志民段佳琦赵凯何振波

中南大学学报(自然科学版) 2011年12期

周向,尹志民,段佳琦,赵凯,何振波,

(1. 中南大学 材料科学与工程学院,湖南 长沙,410083;2. 东北轻合金有限责任公司,黑龙江 哈尔滨,150060)

Al-Zn-Mg合金具有较高的强度、良好的塑性和可焊性、优良的耐腐蚀性能,被广泛应用于各种飞机的结构件和其他要求强度高的高应力焊接结构件,是目前许多军用和民用飞机、交通运输工具中不可缺少的重要结构材料。在 Al-Zn-Mg合金的基础上,俄罗斯全俄轻合金研究所与全俄复合材料研究院合作,复合添加合金元素钪和锆,开发出了新型中强可焊Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金[1]。目前,国内外对含 Sc的Al-Mg和 Al-Zn-Mg(-Cu)合金进行了研究。Ocenasek等[2]研究了添加Sc和Zr对Al-Mg合金再结晶行为的抑制作用。Yin等[3-4]研究了含 Sc,Zr的 Al-Mg和Al-Zn-Mg合金组织与性能,认为合金中Sc,Zr主要以初生Al3(Sc,Zr)和次生Al3(Sc,Zr) 2种形式存在,初生Al3(Sc,Zr)粒子可强烈细化合金的铸态晶粒组织,次生 Al3(Sc,Zr)粒子能有效抑制合金加工和热处理过程中的再结晶。Norman等[5]证实了Sc对7000系合金焊接性能的改善作用。Li等[6-7]还研究了微量 Sc和 Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织性能的影响。在此,本文作者研究Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金板材制备过程中的组织性能演变,旨在为该合金的工程化生产和应用提供理论和实验依据。

1 材料与实验方法

1.1 实验材料

实验用Al-Zn-Mg-Sc-Zr合金由东北轻合金有限责任公司提供,合金成分(质量分数)见表1。合金采用半连续铸造,铸锭在350 ℃/8 h单级均匀化和350 ℃/8 h+470 ℃/24 h双级均匀化后经热轧、中间退火、冷轧成板材,冷轧板经470 ℃/1 h固溶后水淬,于120 ℃/24 h时效后得到成品板材。

表1 合金的化学成分Table 1 Chemical composition of experimental alloy %

1.2 实验方法

采用HBE-3000硬度计和D60K数字金属电导率测量仪对不同处理状态合金试样进行硬度和电导率进行测试。……

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