雜質(zhì)含量對7055鋁合金微觀組織與應(yīng)力腐蝕性能的影響.pdf

1、由于低密度和高強度，7xxx鋁合金廣泛應(yīng)用于航空結(jié)構(gòu)材料。然而7xxx鋁合金在峰時效（T6）處理狀態(tài)下的應(yīng)力腐蝕開裂敏感性高，為了提高合金的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能，人們對熱處理工藝進行了大量研究，并采用過時效（T7）和回歸再時效（RRA）提高鋁合金的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。但是關(guān)于雜質(zhì)元素對鋁合金應(yīng)力腐蝕性能影響的研究極少。近年來發(fā)展的7055-T77合金具有高的綜合力學(xué)性能和較低成本，被用作飛機的主承力構(gòu)件，如上機翼壁板、桁梁等。本文主要研究

2、雜質(zhì)（Fe和Si）的含量對7055-RRA鋁合金微觀組織和應(yīng)力腐蝕性能的影響。
　　熔煉制備了Fe/Si比恒定、Fe、Si雜質(zhì)含量不同的7055鋁合金，經(jīng)變形加工與固溶、時效處理后，研究了合金的微觀組織與應(yīng)力腐蝕開裂敏感性。通過掃描電子顯微鏡結(jié)合能譜分析了合金的微觀組織，通過慢應(yīng)變速率拉伸及電化學(xué)實驗，包括測試開路電壓、極化曲線與電化學(xué)阻抗譜等，研究了合金的腐蝕性能。主要研究結(jié)果如下：
　　1.作為主強化相的Mg(Al,Cu

3、,Zn)2的數(shù)量隨著雜質(zhì)元素的增加而減少。隨Fe含量增加，富 Fe相 Al7Cu2Fe與Al3Fe顆粒含量增加，Si含量增加至0.071％，富 Si相Mg2Si顆粒含量增加；隨著雜質(zhì)的含量增加，這三種富 Fe、富 Si相的含量隨之增加，并導(dǎo)致主合金相Mg(Al,Cu,Zn)2含量的減少。
　　2.隨雜質(zhì)含量的變化，7055合金微觀組織也發(fā)生了變化，并影響其力學(xué)性能。當(dāng)Fe/Si=2時，隨雜質(zhì)含量增加，合金的慢應(yīng)變速率拉伸強度、延伸

4、率及斷裂時間減小；合金的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能隨雜質(zhì)含量的增加而有所增加，且對 Fe/Si比值不敏感。
　　3.隨雜質(zhì)含量增加，第二相尺寸逐漸粗化且分布更不連續(xù)，從而提高了合金的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能。隨雜質(zhì)含量增加，Mg(Al,Cu,Zn)2相的尺寸不變，但面積分數(shù)大量減少；而 Mg2Si和富 Fe相的面積分數(shù)增加，但顆粒數(shù)量仍然很少，面積分數(shù)增加主要是由于顆粒尺寸的粗化，因此顆粒間距無大的變化。
　　4.極化曲線與阻抗譜研究表明

5、，隨雜質(zhì)含量增加，合金腐蝕速率減小，從而限制了開裂速率（陽極溶解機制）和氫氣產(chǎn)生。由于晶間相的腐蝕電位不同于基體，所以形成了局部電化學(xué)電池。隨著總的第二相面積分數(shù)的增加，不同種類的第二相所占比例也不同，合金腐蝕速率隨之減小，這可能取決于不同顆粒相的特性，如在7055鋁合金中，Mg(Al,Cu,Zn)2相的腐蝕速率高于Mg2Si、Al7Cu2Fe和Al3Fe。
　　5.單純增加Fe含量，使Fe/Si比由0.6（合金1）增加至2（合金