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淬火速率对7085铝合金时效行为的影响

2014-08-13张新明刘胜胆吴豫陇宋丰轩刘星兴

中国有色金属学报 2014年4期

张新明 ,谈 琦 ,刘胜胆 ,吴豫陇 ,宋丰轩 ,刘星兴

(1. 中南大学 材料科学与工程学院,长沙 410083;2. 中南大学 有色金属材料科学与工程教育部重点实验室,长沙 410083)

7xxx系(Al-Zn-Mg-Cu系)铝合金是时效强化合金,具有高强度、低密度、较好的韧性和耐腐蚀性等特点,作为航空航天领域的主要结构材料,得到广泛应用[1−3]。随着飞机结构件大型化和整体化的发展,迫切需要超大厚度的高性能铝合金锻件、板材[4−7]。美国Alcoa公司于2003年率先推出具有高淬透高强高韧耐蚀的7085合金,淬透厚度可达300 mm。目前,该合金已成功应用于空客 A380飞机的翼梁和起落架等重要承力构件,并做出了世界上最大的模锻件,达到3.9 t[8−11]。

众所周知,制备高强铝合金厚截面材料的主要难题是从表层到芯层的性能均匀性难以实现(表层与芯层性能差需要控制在10%以内)。近年来,国内外学者针对与7085铝合金的相关研究层出不穷。相关报道表明,在淬火过程中,随着淬火速率的降低,晶界析出相粗化,时效后合金力学性能和抗应力腐蚀性能降低[12−13]。这是因为淬火速率减小时,固溶体发生分解,在(亚)晶界、弥散粒子上析出无强化效果的第二相,消耗了溶质原子,减少了时效沉淀强化相的数量。Al-Zn-Mg-Cu合金时效析出序列通常可以表示为:过饱和固溶体→GP区→η'相→η相,其中与基体共格的GP区和与基体半共格的η'相起强化作用。对于T6态7085铝合金来说,高密度的沉淀强化相均匀分布在基体中,同时,晶界析出相细小且连续分布[14]。时效是空位扩散的过程,淬火过程中的淬火速率不同,时效响应速率和强化效果也不同。……

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