7056鋁合金熱處理工藝與組織性能研究.pdf

1、7056鋁合金是2004年法國科學家研發(fā)出的一種很有前途的合金，與此前美國Aloca公司研發(fā)的王牌鋁合金→7055鋁合金相比，其顯著增加了Zn的含量，并降低了Mg、Cu的含量，即增大了Zn/Mg比，同時更進一步的精煉了合金的雜質，降低了Fe、Si、Mn等雜質對合金性能的不利影響，使該合金具有高強度、高斷裂韌性以及耐應力腐蝕等特點，將在航空航天領域應用廣泛。目前，我國第四代戰(zhàn)斗機以及在研型號軍機的材料升級都希望采用T77和T79狀態(tài)的7x

2、xx系鋁合金，特別是隨著我國大飛機和新型軍用運輸機的研制，對這種先進鋁合金(如7056-T7951，7055-T77)的需求更為迫切，而國內對7056鋁合金這種具有高Zn/Mg比的新型7xxx合金的研究還未起步，因而對其開展的研究將十分有意義。
　　 本文借助金相顯微鏡、掃描電鏡和透射電鏡等微觀組織觀察手段，以及力學性能測試、電導率測試、慢應變速率拉伸等實驗方法，對7056鋁合金的均勻化工藝、多級時效制度進行了研究，并著重探討了

3、Zn/Mg比對該合金單級時效特性的影響。同時，還研究了不同時效制度對合金的微觀組織、力學性能及抗應力腐蝕性能的影響，得到了以下結論:
　　 (1)7056鋁合金鑄態(tài)組織中枝晶偏析和區(qū)域偏析比較嚴重，在枝晶和晶界上有大量呈連續(xù)網狀分布的非平衡共晶相，并存在著大量η(MgZn2)相和少量T(Al2Mg3Zn3)相、S(Al2CuMg)相及Al6(FeCu)雜質相等金屬間化合物。
　　 (2)適合于7056鋁合金的單級均勻化工

4、藝為455℃/24h，在該均勻化退火后，合金組織中枝晶偏析和區(qū)域偏析等非平衡偏析已基本消除，粗大的呈連續(xù)網狀分布的共晶相也基本消失，但仍殘留有少量骨骼狀共晶化合物。更為理想的均勻化工藝為455℃/24h+465℃/4h雙級均勻化制度，在該均勻化退火后，合金組織中殘留的共晶相也基本溶解，合金成分更為均勻。
　　 (3)7056鋁合金有著極快的時效響應速度，時效溫度越高，合金時效響應速度越快;該合金在105℃和150℃時效僅1h，其

5、硬度分別升至188.3HV和206.2HV，已達到其峰值硬度的87.4％和97.2％。適合于7056鋁合金的最佳T6峰時效制度為120℃時效12h，對應的硬度、電導率、抗拉強度和屈服強度分別為226.7HV、27.8％IACS、658.9MPa和571.3MPa。
　　 (4)Zn/Mg比的增加并不會改變合金的沉淀相析出序列，但會加快沉淀相的析出過程，同時增加合金進入過時效的熟化速度，尤其是在較高溫過時效(135℃、150℃)后

6、表現得更為明顯;在同等實驗條件下，合金成分中Zn/Mg比越高，其沉淀相析出與熟化速度越快，合金的力學性能越低，但對其電導率有利。
　　 (5)最佳的低溫→高溫雙級時效工藝為:120℃/4h+165℃/8h。在該熱處理狀態(tài)下，合金組織中的沉淀相以η'相和η相為主，并有少量G.PⅡ區(qū)，其硬度、電導率、抗拉強度和慢應變拉伸強度損失率分別為176.8HV、34.8％IACS、559.3MPa和0.6％。
　　 (6)高溫→低溫時

7、效的雙級時效處理，能在進一步提高合金電導率的基礎上，仍然保證合金具有接近T6峰時效的強度。該時效制度的關鍵是高溫時效階段。適合于7056鋁合金先高溫后低溫的雙級時效工藝為:155℃/2h+125℃/24h。在該熱處理狀態(tài)下，合金組織中的沉淀相以η'相為主，并有少量G.PⅠ區(qū)和G.PⅡ區(qū)，其硬度、電導率、抗拉強度和慢應變拉伸強度損失率分別為204.0HV、30.3％IACS、650.6Mpa和12.7％。
　　 (7)在三級時效處

8、理中，回歸溫度與回歸時間對合金的性能影響很大，回歸溫度越高，合金到達回歸過程中硬度谷底和硬度峰值的時間越短;回歸時間越長，合金的力學性能越低，但對其電導率有利。
　　 (8)適合于7056鋁合金的三級時效熱處理制度為:
　　 a.120℃/4h+180℃/40min+120℃/12h，其硬度、電導率、抗拉強度和慢應變拉伸強度損失率分別為202.1HV、31.4％IACS、636.7MPa和8.5％。
　　 b.1