固溶处理对超高强铝合金7a04力学性能的影响

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1、固溶处理对超高强铝舌—套7A04力学性能的影响微量元素进行组织和性能的优化和改性。常用的微量元素有：Li，Co，Cr，Ni，Mn，Fe，si，Ti，Sc，Ag，Be等。在P／MA1．Zn．Mg．Cu系铝合金中，微量元素的作用大部分与I／M铝合金中的作用相似，值得注意的是增加了几种新的微量元素，如Co，Ni，Fe等，这些元素在常规铸锭冶金方法中都是有害元素。因为常规冶金方法凝固速率很低，它们会形成粗大的初生相，对合金性能非常不利。但是在PfM铝合金中却能形成细小弥散的强化相，改善合金性能，因而得到了广泛的应用。快速凝固7xxx系铝合金中研究最大的是7091合金，之前也称为CT90

2、或MA67合剑引。7090合金含有更高的zn和Co含量，可提高合金应力腐蚀抗力和拉伸强度(10％)，但断裂韧性下降。综合性能很好的7093合金出现后，完全淘汰了前两种合金，得到了广泛的应用。国内所研发的超硬铝的典型牌号，如7A04(LC4)t9】是航空工业的重要材料。7A04为A1．Zn．Mg．Cu系高强度超硬铝型合金，可热处理强化。在淬火和人工时效状态，该合金的强度高于一般硬铝，其特点之一是屈服强度接近抗拉强度，塑性较低；其二是对应力集中的敏感性强，尤其在承受重复静载荷和振动载荷时更显著【l0】。在常规固溶处理加人工时效状态的制品，其抗应力腐蚀性较差。截面不太厚的挤压半成品和

3、包铝板有良好的耐蚀性。其切削加工性，经热处理后较好，而退火状态较差。其点焊的焊接性良好，而熔焊性能较差【ll】。7A04是最常用的超硬铝，用于制造主要承力构件和高载荷零件，如飞机的大梁、衍架、加强框、蒙皮、翼肋、起落架零件等，常用以取代2A12合金[】到。1．2合金元素与杂质的作用与影响超高强铝合金中锌和镁含量的比值或总和，以及铜、铬、锰等合金元素及铁、硅等杂质元素都会显著影响合金的性能。1．2．I铜的作用与影响铜除本身的固溶强化作用外，还使时效组织更为弥散均匀，既提高了强度，也改善了塑性，同时对抗应力腐蚀也能发挥良好的作用【13~141。含铜合金的缺点是焊接性能下降，容易在焊

4、缝附近的热影响区引起热裂纹，所以超硬铝合金大多采用铆接或粘接，避免焊接【151。灿．Cu合金具有明显的时效特性【161。Cu含量为4％'---6％的合金具有最高的强度，而大部分硬铝合金的含铜量处于这个范围【⋯卜18】。在A1．Zn．Mg-Cu系合金中铜含量随锌含量的增加而提甜191。实验表明，随着铜含量的增加，在一定程度上提高了强度，广西大掌硕士掌位论文固溶处理对超高强铝台·金7A04力掌性能的影响铜含量在1．5％～2．O％之间时，拉伸强度变化不大【20】。1．2．2镁的作用与影响镁在铝中的最大固溶度为17．4％，但在当今热加工合金中镁含量不超过5．5％。镁优先在晶粒界面以阳极

5、相位(MgsAl3或MgsAl8)沉淀而易于发生晶间裂纹及应力腐蚀【211。含有达5％Mg的变形合金若予以正常机加工，则它在正常使用中是稳定的【221。镁能显著增强铝的强度，每增加1％的Mg，拉伸强度大约可升高34MPa。在强度增加的同时不会过分降低延展性能，且抗腐蚀性能及焊接性能都是良好的【2”。Mg与固溶体平衡的相为M95Als，其热处理强化效果作用不明显，而MgsAls相的形态和分布对合金抗蚀性能有明显的影响，如果沿晶界呈链状分布，将造成晶间腐蚀和应力腐蚀开裂；如果呈弥散状态分布于晶内和晶界，则合金的抗蚀性能明显提高【241。1．2．3锌、镁的共同作用与影响在铝锌合金中，

6、尤其是锌含量在3％～7．5％范围内的合金中加入合金元素镁可提高合金系的强度【251。当含锌7％和镁5％及锌10％和镁4％时，合金的拉伸强度出现最大值【26】。合金的伸长率随镁含量的增加而显著降低。因镁与锌形成MgZn2，所以使该合金的热处理效果远远优于铝锌二元合金。一般认为，在A1．Zn．Mg-Cu系中，当Zn_5％～8％、Mg=1．5％～3．0％、Cu=1．O％～2．O％时，合金具有较好的综合性能【2‘71。若将Zn+Mg在某一区间时，拉伸强度咖．2和屈服强度％都为最大值时的值称为M，则在A1．Zn-Mg-Cu系合金中，无论Zn+Mg在哪个区间，都有一个Zn／Mg值为M的值。

7、Zn／Mg值为M的合金，在该区间中，Go．2和ob为最大值，且这两个值最接近，而6为最小值。当Zn／Mg值M时，oo．2和ob又随Zn／Mg值的提高而下降，oo．2下降得快，而6则随Zn／Mg值的增大而提高【28】。为了合金的咖2、％和6配合得好，在实际使用的合金中，Zn／Mg值一般稍偏离所对应区间的M，牺牲一部分强度，以提高6【291。各区间中所对应的M似乎是随Zn+Mg