固溶处理对7050铝合金微观组织及性能的影响

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在航天航空及军工等领域,Al-Zn-Mg-Cu合金因具有强度高、密度小、成型工艺性好等特性而得到广泛应用。但随着航天航空以及军工领域的迅速发展,相关产品对材料的综合性能要求越来越高,不仅要求材料具有高的强度,还必须同时具备较好的耐腐蚀性能。Al-Zn-Mg-Cu铝合金强度高,但耐腐蚀性能较差,容易发生局部腐蚀,从而限制了其适用范围,因此,研究具有高强度和良好耐腐蚀性能的Al-Zn-Mg-Cu系合金一直是铝合金的研究重点。本文以Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金的典型代表7050铝合金为研究对象,通过室温拉伸实验、晶间腐蚀实验和电化学实验,采用微观表征技术OM、SEM、EBSD、TEM等较为系统地研究了固溶处理对T6状态下的7050铝合金挤压材料和7050铝合金轧制材料的微观组织(再结晶程度、晶界类型、第二相分布)及性能(力学性能和抗晶间腐蚀)的影响。研究的主要结论:(1)开展固溶实验,通过微观表征手段,研究了固溶处理对7050铝合金挤压材料和轧制材料微观组织的影响,分析了固溶处理对7050铝合金挤压材料和7050轧制材料的晶粒形态、晶粒大小、晶界类型及第二相分布的影响规律。挤压和轧制后的7050铝合金晶粒主要沿着变形方向呈条状分布,变形量大时形成纤维组织。进行固溶+T6时效处理后,7050铝合金挤压材料的晶粒取向变化不大,晶粒主要转变为亚结构;7050铝合金轧制材料的晶粒取向发生了明显变化,随着固溶时间和固溶温度的增加,大部分晶粒发生再结晶转变。固溶制度为490℃/1 h+T6时效后,7050铝合金轧制材料发生完全再结晶,晶粒分布状态趋近于随机状态。(2)通过室温拉伸实验和硬度测试,探究了固溶处理对7050铝合金力学性能的影响规律及影响机理。7050铝合金挤压材料和轧制材料的强度、硬度和韧性较差。固溶+T6时效后,7050铝合金的强度、硬度和韧性都获得提升。在相同的热处理条件下,与7050铝合金轧制材料相比,7050铝合金挤压材料强度和硬度更高。在析出强化和再结晶软化的共同作用下,7050铝合金挤压材料在470℃/30min固溶+T6时效处理后获得最大强度674 MPa。(3)通过晶间腐蚀实验和电化学实验,分析了固溶处理对7050铝合金材料耐腐蚀性能的影响规律。通过观察晶粒微观变化,探究了7050铝合金腐蚀裂纹的形成和扩展机理。在腐蚀环境中,7050铝合金材料腐蚀裂纹主要在位错密度大位置和晶界处产生。相比小角度晶界,大角度晶界处形成断续分布的第二相,裂纹更易沿着大角度晶界扩展。
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