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7055合金是近年美国注册的综合性能最好的超高强铝合金。其高强、高韧、良好抗蚀性的结合,除合金成分的优化外,更重要的是采用了T77特殊时效处理技术实现的。但这一特殊时效技术是美国专利,至今尚未公开。
随着航空航天工业的发展,尤其是新一代战机的设计,急需这种集高强(σb>630MPa)高韧良好抗蚀性为一体的超高强铝合金。
本研究不仅是国家“九五”攻关项目研究的继续,同时也是国家重点基础研究发展规划(973)项目的子课题“铝合金多相多级强韧化理论和技术”研究的一部分。其主要目的是搞清第二级为较高温度的三级时效的各过程对合金组织和性能影响规律,开发一种工业生产可应用的使7055铝合金获得高强、高韧及良好抗蚀性相匹配的新型时效处理制度。
采用维氏硬度、常规力学性能、电导率、剥落腐蚀、金相显微镜、透射电镜等分析手段,系统地研究了各种时效过程与合金显微组织和性能的关系,获得的主要结果如下:1)证明7055合金挤压带板固溶处理水淬时效后,由表面至心部金相组织明显不同,表面为细小等轴晶,心部为沿挤压方向分布的纤维状组织。其纵向强度明显高于横向强度,而且越靠近宽度方向的边缘,其纵向强度越高。按压型材的标准仅检测表面的剥落腐蚀等级,不能全面地表征挤压带板的剥落腐蚀程度。
2)开发了一种新型可用于工业生产的三级时效处理工艺(120℃×24h空冷+随炉升温至175℃×1.5h水淬+120℃×24h空冷),使7055合金获得高强、高韧、良好抗蚀性的结合。
3)证明7055合金的以消除淬火应力为目的的预拉伸变形不应超过2%,否则合金的强度明显降低。
4)发现对于第二级为较高温度的三级时效处理,第一级120℃短时间时效,有利于使合金时效析出相产生明显尺寸差,第三级120℃时效是一个同时提高合金硬度和电导率的过程。
5)发现采用120℃×4h+盐浴190℃×10min水淬+120℃×24h三级时效处理,7055合金可以获得比T6状态还高的硬度,而且电导率也明显提高。