喷射沉积Al-Zn-Mg-Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究.pdf

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1、第43卷第8期稀有金属材料与工程Vo1．43，No．82014往8月RAREMETALMATERIALSANDENGINEERJNGAugust2014喷射沉积AI—Zn．Mg．Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究沈元国，白朴存，侯小虎，崔晓明(内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010051)摘要：采用喷射沉积技术制备了A1．12Zn．2．4Mg．1．1Cu合金。通过高分辨电子显微镜和硬度测试等手段，研究分析了双级时效处理对喷射沉积A1．Zn—Mg．Cu合金微观组织和力学性能的影响。结果表明：合金经120℃(14h)时效后，硬度达到

2、峰值，晶内主要强化相为r／'亚稳相和少量的GPII区，晶界析出相呈连续分布；合金经120℃(14h)+160℃fO．5h1、120℃(14h)+160℃(16h)、120℃(14h)+160℃(24h)双级时效后，硬度较峰时效相比，分别下降了5．92％、l1．13％、15％，它们的晶内析出相依次是细小的r／'相、粗大的r／'相、粗大的相，晶界析出相呈断续状分布，晶内和晶界的析出相明显长大，并且在120℃(14h)+160℃(16h)、120℃(14h)+160℃(24h)时效后，出现了晶界无沉淀析出带。通过对TEM图像的测量，可以得

3、到相和r／'相的晶格参数分别为O．520、0．860rim和0．490、1．402am；对叩和相解卷处理，可以提高像的分辨率，然后用jems对，7和相模拟，可以确定原子的基本位置。．关键词：A1．Zn．Mg—Cu合金；双级时效；微观组织；解卷处理中图法分类号：TG146．21文献标识码：A文章编号：1002．185X(2014)08．2032—06Al—Zn．Mg—Cu系合金具有高强度、密度低、易加和晶体厚度等因素的影响，未必能正确反映晶体结构，工性，是现代航空航天领域中不可缺少的重要结构材通过李方华等编写的高分辨像的解卷处理技术，

4、去除料[1-3]。采用传统铸造技术制备的A1一Zn—Mg．Cu系合物镜衬度传递函数对像的调制作用，可以将单张高分金，由于受到合金元素同溶度的限制，其强度很难提辨像恢复为结构像，并提高像的分辨率[16,17]。高。而喷射沉积技术使材料获得了较高的冷却速率，本工作在预时效为峰时效处理的基础上进一步时从而能够得到晶粒细小、组织均匀、偏析度小、致密效，从而对高锌(12％)喷射沉积A1一Zn—Mg．Cu合金度高的组织结构[4]。该合金的过饱和固溶体分解是一显微组织进行了研究，研究分析了双级时效后合金的个复杂的过程，研究表明：固溶处理后的A1一

5、Zn—Mg．Cu强化机制，分析了晶界和晶内析出相，为应力腐蚀性合金在时效过程中，过饱和固溶体的析出顺序为：能测试提供理论依据。并对相进行了解卷处理和SSS-a+GP区一。(+叩一+。其中，GP区是与基体共jems模拟，以达到提高像分辨率的目的，并分析了原格的富溶质原子聚集区；相是由GP区长大形成且与子位置。基体半共格的亚稳析出相；卵相是与基体非共格的平1实验衡析出相(MgZn2)。对于不同的热处理制度下的合金强化相，仍存在争议【1m】。AI—Zn．Mg．Cu合金属于时效实验合金利用Osprey喷射成形设备合成，成分为强化合金，采用峰

6、时效处理，能获得较高的强度，但A1—12Zn．2．4Mg一1．1Cu。雾化气体为氮气，喷射沉积温对应力腐蚀开裂(scc)敏感[11-15]。对于高锌喷射沉积度为820℃，喷射角为20。～30。，偏心距为20～40mm，A1．Zn．Mg．Cu合金，在峰时效热处理的基础上进行双喷射速度为11kg／min，雾化气体流量为29m／min，级时效，研究合金的组织与性能的介绍还较少，仍需雾化气体压力为0．2和0．75MPa，喷射沉积距离为720进一步研究，从而为下一步的抗应力腐蚀研究提供合mm。利用热挤压机(500t)将其挤压成直径为12mm理

7、的时效处理制度。的棒坯，热挤压温度为420℃，挤压速度为0．23在晶体结构上，由于高分辨电子显微像因离焦量m／min，挤压比为24：1；挤压棒材在485℃固溶2h收稿日期：2013．08．18基金项目：国家自然科学基金资助(10962005，10562003)作者简介：沈元国，男，1986年生，硕士生，内蒙古工业大学，内蒙古呼和浩特010051，E-mail：ssyygg666@163．tom第8期沈元国等：喷射沉积Al-Zn—Mg-Cu合金双级时效的微观组织和力学性能研究·2033·后，水淬，峰时效处理制度为120℃(14h)，双

8、级时．00效处理制度以峰时效处理制度为基础，第二级时效温至2200度为160℃，时效时间分别为0．5、16、24h。通过对2o0O不同时间的双级时效进行TEM分析研究，确定合理18O00O的双级时效制度。耋00将时效后的合金，经过机械