【摘 要】
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7xxx（Al-Zn-Mg）系合金因具有轻质、高比强度等优点,经常作为结构材料被广泛应用于航空航天、国防和交通领域,工业中通常采用改变合金元素含量以及优化热处理等方式进一步提高其综合性能。研究发现,在Al-Zn-Mg系合金中添加Cu能提高时效强化效果及耐蚀性能;添加Ag可以提高合金的强度和塑性。然而,复合添加不同含量的Cu与Ag对Al-Zn-Mg合金的时效析出行为影响还未有详细报道。基于此,本文以
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7xxx（Al-Zn-Mg）系合金因具有轻质、高比强度等优点,经常作为结构材料被广泛应用于航空航天、国防和交通领域,工业中通常采用改变合金元素含量以及优化热处理等方式进一步提高其综合性能。研究发现,在Al-Zn-Mg系合金中添加Cu能提高时效强化效果及耐蚀性能;添加Ag可以提高合金的强度和塑性。然而,复合添加不同含量的Cu与Ag对Al-Zn-Mg合金的时效析出行为影响还未有详细报道。基于此,本文以Al-4.2Zn-2.8Mg-x Cu-0.4Ag（x=0,0.5,1.0,2.3wt.%）五元合金为研究对象,深入探讨了不同Cu含量在其时效过程中的具体作用,包括综合采用金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、三维原子探针等表征手段,分别探究了单级、双级和三级时效下不同Cu含量对合金组织、硬度、电导率及耐蚀性的影响,对四种合金的时效硬化行为进行了动力学计算,得到了合金时效各阶段的扩散激活能。主要结论如下:（1）合金固溶后,Cu含量的增加不仅会增加Al2Cu Mg和Al7Cu2Fe等难溶相的数量,提高合金固溶态硬度,降低电导率。（2）随着Cu含量的增加,合金的硬度、强度逐渐增加,延伸率先增加后降低。当Cu含量为0.5wt.%时,合金取得最大延伸率和最好腐蚀性能,但是当Cu含量大于0.5wt.%时,合金的耐腐蚀性能急剧下降。（3）在时效早期,Cu会促进团簇的形成,Cu含量越高,促进作用越明显;在峰时效时期,Cu含量增加会增加析出相数量,细化析出相尺寸,但是其对PFZ的宽度几乎没有影响;在时效后期,Cu含量的增加会抑制析出相的长大,但是Cu的添加不会改变合金析出序列,其析出序列:团簇→GP区→η’（T’）相→η（Mg Zn2）或者（T-Al2Zn3Mg3）相。（4）在双级、三级时效过程中,Cu含量的增加会减少合金峰值硬度损失。与单级时效相比,三级时效处理不仅能提高合金的耐腐蚀性能,并且对合金硬度影响不大。此外,三级时效处理后的晶界析出相数量变少,尺寸变小,分布变得断续,PFZ变窄。（5）在时效第Ⅰ阶段,0Cu,0.5Cu,1.0Cu,2.3Cu合金的扩散激活能分别是66.38、41.27、49.26、50.66k J/mol。时效第Ⅱ阶段,四种合金的扩散激活能分别是42.61、63.77、67.75、68.53k J/mol。
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