崔莹，李晓谦

(中南大学 机电工程学院 高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙，410083)

20世纪60年代，美国以7075铝合金为基础，开发出强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能较高的 7050铝合金[1]。7050铝合金作为超高强铝合金，广泛应用于航空航天及军事领域。随着我国航空航天业的发展，对大规格、高性能超高强铝合金材料的需求也逐渐加大。此类合金具有较高含量的合金元素，添加的合金元素只有溶入基体后才能形成有效的强化相，提高材料性能。但在实际铸件制备过程中，只有少量合金元素固溶在晶内，大部分以粗大金属间化合物或非平衡共晶化合物形式分布于晶内与晶界。在随后形变热处理过程中，仅有少部分发生回溶，大部分仍残存在晶界，呈链状分布，严重影响合金的韧性[2−3]。此外，形成的粗大结晶相颗粒导致应力集中和裂纹萌生，对铝合金的断裂韧性、疲劳性能和应力腐蚀开裂均有显著影响[4]。因此，优化传统铸造工艺，开发先进的铸造技术，对改善熔体凝固条件、减小铸造缺陷、提高产品的合金化率具有重要意义。研究表明[5−11]：在7050铝合金凝固过程中施加超声外场，可以细化铸锭组织，获得均匀细小的等轴晶组织，减少铸锭内的气孔、疏松等缺陷，提高铸件力学性能，但目前人们对超声外场对铝合金溶质元素固溶度影响的研究较少。为此，本文作者采用2种不同的半连铸技术方案制备长×宽为1 320 mm×500 mm的7050铝合金扁锭，通过对比未施加超声与施加超声所得铸锭的凝固组织及合金元素显微分布特征，研究超声场对7050铝合金凝固组织及溶质元素晶内固溶特性的影响。……