7085鋁合金組織性能調(diào)控及機(jī)理初步研究.pdf

1、Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金因具有密度小、比強(qiáng)度高和良好的加工性能，是現(xiàn)代航空航天、武器裝備發(fā)展必不可少的關(guān)鍵性材料。7085型鋁合金作為世界上先進(jìn)鋁合金之一，有重大的大飛機(jī)應(yīng)用背景，成為國內(nèi)外飛行器設(shè)計專家及航空材料學(xué)家研究的焦點(diǎn)。本文設(shè)計3種7085型鋁合金，其成分分別為:7085-1，Al-7.0Zn-1.41Mg-1.50Cu-0.14Zr-0.023Sr;7085-2,Al-7.48Zn-1.51Mg-1.42Cu-0.15

2、Zr;7085-3，Al-7.95Zn-1.8Mg-1.59Cu-0.15Zr-0.024Sr。通過顯微組織觀察、硬度和電導(dǎo)率測試、XRD分析及EBSD分析、拉伸性能及斷裂韌性檢測、以及晶間腐蝕和剝落腐蝕試驗(yàn)研究了熱處理（強(qiáng)化固溶）、預(yù)回復(fù)退火、以及多向鍛造對7085型鋁合金微觀組織性能影響，并對其強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了初步探討。所展開的探索性研究工作和取得的成果及結(jié)論如下:
　　 (1)研究了常規(guī)固溶(470℃×2h)及強(qiáng)化固溶(47

3、0℃×2h+480℃×2h+490℃×2h)T765X(121℃×5h+153℃×16h)時效對7085型鋁合金擠壓材性能的影響，發(fā)現(xiàn)強(qiáng)化固溶處理對合金的強(qiáng)化效果較為明顯;對于7085型鋁合金擠壓材的強(qiáng)化主要有:固溶-時效強(qiáng)化、位錯強(qiáng)化及晶界強(qiáng)化，對于晶界強(qiáng)化，其中低角度晶界強(qiáng)化效果要明顯高于高角度晶界強(qiáng)化;微合金化元素Sr具有促進(jìn)常規(guī)固溶7085鋁合金再結(jié)晶，但能夠提高強(qiáng)化固溶合金的穩(wěn)定性。
　　 (2)研究了預(yù)回復(fù)退火對70

4、85型鋁合金擠壓材微觀組織性能影響并對其強(qiáng)化機(jī)理進(jìn)行了初步探討。預(yù)回復(fù)退火處理可以有效細(xì)化7085型鋁合金擠壓材晶粒，其中預(yù)回復(fù)退火No.4(250℃×24h+300℃×6h+350℃×6h+400℃×6h+470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h)及No.6(250℃×24h+300℃×6h+350℃×6h+400℃×6h+450℃×6h+470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h)晶粒細(xì)化效果最為顯著，平均晶粒尺寸從原來的

5、近100μm下降到微米級別。經(jīng)預(yù)回復(fù)退火處理后的7085型鋁合金擠壓材有大量的低角度晶界，所占比例分別為68.6％(No.4)及81.0％(No.6)，具有明顯的低角度晶界強(qiáng)化效果，經(jīng)計算最高可達(dá)83.7MPa(No.4)及95.2MPa(No.6);但此時位錯對強(qiáng)度的貢獻(xiàn)不高。所以，經(jīng)預(yù)回復(fù)退火處理后的7085型鋁合金擠壓材表現(xiàn)出較高的抗拉強(qiáng)度，相對未經(jīng)預(yù)回復(fù)退火處理7085合金分別提高60.20MPa(No.4)及101.07MPa

6、(No.6)。
　　 預(yù)回復(fù)退火處理對7085型鋁合金擠壓材的硬度與電導(dǎo)率影響較小，但對合金的抗晶間腐蝕及抗剝落腐蝕性能有較大影響，相對未經(jīng)預(yù)回復(fù)退火處理7085合金，抗晶間腐蝕性能從4級提升到3級(No.4及No.6);抗剝落腐蝕腐蝕性能從EA級提高到PC(No.4)及EA+(No.6)。
　　 (3)通過斷裂韌性試驗(yàn)，研究了7085-3型鋁合金擠壓材的平面應(yīng)變斷裂韌性KIC及裂紋擴(kuò)展情況，發(fā)現(xiàn)KIC值具有明顯的各向異