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800MPa级Al-Zn-Mg-Cu系合金

2018-04-18,,,,

材料工程 2018年4期

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(1 中国航发北京航空材料研究院,北京 100095;2 北京市先进铝合金材料及应用工程技术研究中心,北京 100095)

铝合金作为重要的轻质高强结构材料,提高其强度对于实现飞行器减重、提高机动性和降低油耗等具有重要意义[1]。作为应用最为广泛的可热处理强化铝合金,Al-Zn-Mg-Cu系合金已成功应用于航空航天、军工和交通等多个领域,在国防建设发展中占有极其重要的战略地位[2-8]。含Zn,Mg和Cu的7000系合金在众多实现工程化应用的变形铝合金系中,是目前全球公认强度最高的一类铝合金,其具有比强度高、密度低、韧性和耐蚀性能优良等诸多优点。但是,随着航空航天和军工等领域对材料减重的需求日益严苛,Al-Zn-Mg-Cu系合金需要进一步提高其性能。采用快速凝固法和机械合金化技术可获得抗拉强度超过800MPa甚至1000MPa的超高强度铝合金,但这两种方法存在工艺复杂、成本较高、材料尺寸较小,机械加工困难等明显不足,很难大批量应用于飞行器和导弹等武器装备的大型结构件中。直接水冷半连续铸造技术一直是变形铝合金生产的主要技术,但由于受技术水平、装备条件等限制,曾经认为半连续铸造法生产的Al-Zn-Mg-Cu系合金的合金化元素(Zn+Mg+Cu)之和应小于14%(质量分数,下同),否则难以获得成形性能良好的铸锭。因此,传统半连续铸造的7000系铝合金,其抗拉强度很难超过700MPa。本工作基于以往的研究[8-13],采用目前最先进的热顶同水平水冷半连续铸造设备,利用常规熔铸法制备800MPa级Al-Zn-Mg-Cu系铝合金,并进行不同状态性能和组织分析。……

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