单级时效制度对7150铝合金组织和性能的影响

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1、全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集单级时效制度对7150铝合金组织和性能的影响韩小磊，熊柏青，张永安，李志辉，朱宝宏，王锋，刘红伟(北京有色金属研究总院，有色金属材料制备加工国家重点实验室，北京lo00881摘要：通过硬度测试、电导率测试、室温拉伸性能测试和显微组织观察(1EM)，研究了7150铝合金在单级时效处理过程中时效温度和时效时间对该合金组织和性能的影响。结果表明，7150铝合金有很强的时效强化效应，时效初期，合金硬度迅速上升；单级时效处理的温度越高，合金达到峰时效所需的时间越短，1200C时效时，28h合金达到硬度峰值；140℃时效时，合金12h达到硬度峰值；合金在1200C和

2、140。(2时效时，过时效现象不明显；电导率随时效时间的延长而不断上升，时效温度越高，电导率的增长速率越快；120。C峰时效时合金基体内有大量细小相析出，晶界析出相呈连续分布；在1200C进行过时效处理，合金粗大析出相数量明显增加，晶界析出相呈不连续分布，但合金的硬度、抗拉强度和屈服强度下降不大，伸长率有所下降。关键词：7150铝合金；单级时效；显微组织；电导率；力学性能触．Zn．Mg．cu系合金具有密度小、强度高、加工性能好、焊接性能优良及低成本等优点，被广泛地应用于航空工业及民用工业等领域，尤其在航空工业中占有十分重要的地位，是航空工业的主要结构材料HJ。7150合金是在7050合金基础

3、上，通过提高zn和Mg含量，降低Cu含量和减少Fe、Si等杂质相的数量，研制出来的旧J。7150合金具有更高的强度、韧性和耐蚀性。20世纪80年代末，美国Alcoa公司开发出r177处理工艺，并应用于7150合金，使之具有T6态的强度和耵3态的抗应力腐蚀性能旧。5J。目前，7150．，177合金板材和挤压材已大量用于制造飞机框架、舱壁等结构件，T77是三级时效№j。一些研究表明，再时效的温度和时间与第一级峰值时效相近∽]。由此可见，确定合金的单级时效工艺是研究r177三级时效的工艺基础。本文通过改变单级时效处理工艺，研究7150铝合金的显微组织和力学性能随单级时效工艺变化的规律，旨在为制定这

4、类合金的新型三级时效工艺奠定试验基础。1试验材料及过程试验所用合金为A1．6．33Zn．2．35Mg．2．39Cu．0．12Zr合金由高纯舢、高纯zn、高纯Mg、舢．Cu及灿．zr中间合金等原料配比熔炼而成。对铸锭进行双级440'1212h+475'1224h均匀化处理。对均匀化处理后的试样进行挤压，将圆锭挤压成截面为100mill×25mm的板带，挤压比为12．6：1。对挤压板带进行475"122h固溶处理，随后分别进行100。C、1200C和140。C单级时效，时效时间为1h～60h。采用布氏硬度计测试试样硬度，采用7501涡流导电仪测试试样的电导率。力学性能测试在MTS．810型试验机

5、上测试时效后合金的室温拉伸性能，拉伸速度为1mm／min，拉伸试样的取样方向为L向，每个试验点测试三个试样，取测试结果的平均值。2结果与讨论图1为7150铝合金在不同温度下时效后硬度随单级时效时间变化的曲线，可以看出7150铝合金有很强的时效硬化效应。合金100'12时效时，时效48h合金布氏硬度值达到最高。合全国第十四届轻合金加工学术交流会论文集．243·金120℃时效时，硬度上升较100℃时效时速度加快，28h合金达到硬度最高值。合金经140℃时效8h，硬度值即达到平台。合金的时效温度为120。C和140℃时，过时效现象不明显，时效60h后，硬度仍能保持在很高的水平。图2为单级时效合金的

6、电导率随时间变化的曲线。合金在单级时效过程中电导率变化缓慢。合金在100。C时效时，时效60h后，电导率为17．1MS／m，相比固溶态没有明显增加。合金在120℃时效时，合金电导率相比100℃时效时有所提高，时效60h电导率为17．7MS／m，相比固溶态16．7MS／m提高不大。合金在1400C时效60h，电导率上升到19．6MS／m。合金在1000C、1200C和1400C时效达到硬度峰值时，电导率分别为17．1MS／m，17．6MS／m和17．8MS／m。图1单级时效7150铝合金的硬度随时间变化o量●们罱：静噼越图2单级时效7150合金的电导率随时间的变化合金的电导率与沉淀相的类型、体

7、积分数、尺寸有着密切的关系，一方面反应了过饱和固溶体的分解程度，另一方面间接反映合金的抗腐蚀性能哺J。7150铝合金时效过程中电导率的变化主要与基体内溶质的固溶程度及共格脱溶相周围的应变能大小相关[9j。时效初期，合金中有大量的共格析出相析出，导致基体固溶度减小，晶格畸变程度降低，而晶格畸变程度降低使得基体点阵中电子散射源的数量和密度减小，导电电子的平均自由程增加，因此会使电导率上升u0

8、。同时，共格析出相的