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7N01铝合金型材是重要的轨道交通用结构材料,广泛用作高速列车的车体底架枕梁和牵引梁等承力部件。然而国产7N01铝合金型材综合性能较差,特别是在服役过程中易发生应力腐蚀开裂,严重威胁着高速列车的运行安全。为改善7N01铝合金型材的应力腐蚀性能、实现该材料的国产化,本文在自主研制的高纯、高净7N01铝合金圆锭基础上,通过优化均匀化热处理工艺、挤压和在线淬火制度以及人工时效参数,系统研究了生产工艺对7N01铝合金型材显微组织和腐蚀性能的影响规律,并探讨了国产7N01型材与日本进口型材的差异,获得了以下结论: (1)探明了均匀化热处理对7N01型材组织和性能的影响并获得了最佳的均热制度。均热可以减少合金内的枝晶偏析、改善元素的分布均匀性,但单级均热无法完全消除合金内的枝晶偏析;合适的双级均热制度可以使合金内的枝晶偏析完全消除;均匀化后冷却速度减小,合金内粗大第二相增多;最佳的单级均热工艺是460℃/12h;当双级均热工艺为420℃/8h+470℃/15h、水冷时,型材的强度和抗应力腐蚀性能最好。 (2)揭示了7N01铝合金高温压缩变形条件下的应力应变行为以及挤压温度和挤压速度对7N01铝合金组织和腐蚀性能的影响。7N01铝合金高温变形过程中流变应力随变形温度升高而降低,随应变速率升高而增大;合金中再结晶晶粒面积分数和晶粒尺寸随挤压温度的升高不断增大,导致合金强度随温度不断减小,应力腐蚀敏感性先减小后增加;挤压速度增大,合金内晶粒再结晶分数显著增加,合金抗应力腐蚀性能减小。 (3)探明了时效制度对7N01铝合金型材微观组织与腐蚀性能的影响。自然时效有利于合金内亚稳过渡相的析出,加速人工时效进程并提高合金强度和腐蚀抗力;优化的型材的T6工艺为120℃/24h,此时型材的硬度最高,为183Hv,电导率较好,为33.5%IACS;双级时效处理后,合金晶内、晶界析出相尺寸变大、密度降低,合金强度略微减小,抗腐蚀性能显著增加,合金经90℃/4h+175℃/18h时效处理后强度最高,抗腐蚀性能优良。 (4)工程化应用优化得到的生产工艺,并对生产制得的高铁动车用A7N01S-T5型材与日本进口型材作组织和性能的检测和对比分析。工厂试制生产所得型材L向的抗拉强度Rm:379~386MPa,屈服强度Rp02:320~326MPa,断后伸长率:16.0%~18.2%,均稍高于日本进口型材;断裂韧性KIC值为46.10~50.13MPa·m1/2,大于日本进口材料的KIC值;抗应力腐蚀性能与日本进口型材相当;综合性能优良,经验证完全满足国产高速列车生产的需要。