【摘 要】
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国产的Al-8.2Zn-2.1 Mg-2.3Cu超高强铝合金材料在质量稳定性方面与国际上优质产品相比还存有一些差距。原因之一是由于这种类型超高强铝合金中含有极高含量的Zn、Mg、Cu元素,铸造过程形成的含Zn、Mg、Cu元素的粗大第二相可溶入合金基体的温度范围很窄,无论是在铸锭均匀化热处理还是在最终固溶处理过程,温度稍低含Zn、Mg、Cu元素的第二相就难以溶入合金基体,温度稍高合金就发生过烧,因此
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国产的Al-8.2Zn-2.1 Mg-2.3Cu超高强铝合金材料在质量稳定性方面与国际上优质产品相比还存有一些差距。原因之一是由于这种类型超高强铝合金中含有极高含量的Zn、Mg、Cu元素,铸造过程形成的含Zn、Mg、Cu元素的粗大第二相可溶入合金基体的温度范围很窄,无论是在铸锭均匀化热处理还是在最终固溶处理过程,温度稍低含Zn、Mg、Cu元素的第二相就难以溶入合金基体,温度稍高合金就发生过烧,因此至今尚未开发出理想的铸锭均匀化及最终固溶处理工艺。本论文以半连续铸造的Al-8.2Zn-2.1Mg-2.3Cu-0.12Zr超高强铝合金为实验材料,通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、差示扫描量热仪（DSC）等手段,研究其铸锭均匀化处理及最终固溶处理过程中第二相溶解和组织演变的规律,为开发这类合金最佳的铸锭均匀化及最终固溶处理工艺提供实验依据。研究结果表明:（1）工业生产的Al-8.2Zn-2.1Mg-2.3Cu-0.12Zr超高强铝合金半连续铸锭.中主要存在α-Al、含Al、Zn、Mg、Cu元素的非平衡凝固共晶体及Al7Cu2Fe结晶相,其过烧温度为475℃;铸锭经470℃单级均匀化处理后虽然其含Al、Zn、Mg、Cu的非平衡凝固相显著溶解,但经47℃均匀化处理48h后,此类相仍有残留未溶,接着在20min之内升温到480℃进行双级均匀化处理,合金出现了过烧现象,此时组织中残留相主要是Al2CuMg相和Al7Cu2Fe相。（2）均匀化热处理过烧的Al-8.2Zn-2.1Mg-2.3Cu-0.12Zr合金铸锭热轧后,组织中出现明显的复熔球,其构成为含AlZnMgCu元素的相、Al2CuMg相及Al7Cu2Fe相的混合组织;无复熔球热轧板直接热轧过程中,没有发现复熔球,该复熔球在热轧过程中较稳定,形态变化较小;热轧变形47%时合金板材还保留明显的铸态组织,热轧变形达到73%之后,合金的铸态组织基本消失。（3）该合金30mm厚热轧板中存在尺寸较大的含AlZnMgCu元素的相、Al2CuMg相和Al7Cu2Fe相,它们在板材厚度方向分布不均匀,板材心部第二相多于表面,其过烧温度也为475℃;（4）该合金30mm厚热轧板经470℃单级固溶处理24h后,合金板材中低熔点含AlZnMgCu元素的相仍然有残留,再在20min之内升温到第二级480℃固溶处理,板材出现复熔球组织,同时仍有孤立存在的Al7Cu2Fe残留相;该合金热轧板材经480℃较短时间固溶处理,直接淬火时,板材出现淬火裂纹,固溶处理时间延长,淬火出现裂纹的概率降低。
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