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随着我国航空航天、高速列车等工业事业的迅猛发展,对于7XXX系Al-ZnMg-(Cu)合金的需求量不断增加,对其本身性能的要求也在不断提高。作为一种典型的时效强化合金,时效工艺和成分对于7XXX系铝合金的强度、腐蚀性能、疲劳性能等重要性能都有着显著的影响,而这些影响多数通过显微组织反映到宏观性能上。因此,需要对7XXX系Al-Zn-Mg-(Cu)合金的时效工艺、成分、显微组织、强度、疲劳性能、抗腐蚀性能等展开较为系统的研究。本文以7N01等7XXX系铝合金为研究对象,采取理论模拟计算与试验相结合的方法,研究时效处理和成分变化对合金显微组织和宏观性能的作用规律,重点研究对象包括回归再时效工艺对于合金相关性能的影响,合金的疲劳失效机制和疲劳性能变化规律。利用热力学模拟计算的方法得出了7XXX系铝合金的成分变化对于合金的活度、化学势等相关热力学参数,析出相的类别和析出行为有明显的影响。对于7N01中高强Al-Zn-Mg合金而言,Zn元素与Mg元素的相对含量会直接影响合金内析出相的类别与含量。合金的成分对于合金中析出相的析出序列以及淬火敏感性也有一定的影响。对7N01合金进行多种时效处理。结果表明,120℃单级处理后,合金的硬度在24h达到峰值,合金的电导率随单级时效的深入而持续升高。对于回归再时效而言,不同的回归工艺下,合金的硬度均随回归过程的深入呈先升高后降低的趋势,回归温度越高,硬度达到峰值所需的时间越短。三种回归温度下,RRA185-40(120℃/24h+185℃/40min+120℃/24h)态7N01合金的硬度最高。合金的电导率则均随回归过程的深入呈始终升高的趋势。拉伸性能测试结果表明,合金的拉伸强度随着时效过程的深入同样呈先升高后降低的趋势,延伸率则变化不大。合金的拉伸断口形貌以韧窝状断口为主。选取UA态和RRA185-40态7N01合金进行显微组织表征。DSC结果表明UA态合金内部析出相以GP区为主,RRA185-40态合金内部析出相以η′相和η相为主。析出相类别、尺寸、与Al基体共格程度不同,位错通过析出相的方式不同,最终会直接影响合金的静强度。合金的疲劳试验结果表明,对于7N01合金而言,在循环周次较低时,RRA185-40态合金的疲劳强度低于UA(120℃/4h)态,循环周次较高时情况则相反。合金的疲劳断口形貌观察结果表明,合金的显微组织会影响合金的形变行为,进而直接影响合金最终的疲劳行为和疲劳性能。即合金的热处理工艺—显微组织—形变行为—疲劳行为和疲劳性能存在内在联系。疲劳裂纹的第I阶段模式扩展有利于提高合金的疲劳裂纹扩展能力。综合合金的诸多相关性能,选取120℃/24h+185℃/40min+120℃/24h为最佳的回归再时效处理工艺。