稀土添加制备Al-Zn-Mg-Cu合金的组织演变与耐腐蚀性能研究

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Al-Zn-Mg-Cu合金由于具有轻质、良好的成型性、延展性等特点,在交通运输,航空航天等领域得到了广泛的应用。但不可避免的是,随着合金强度的提高,往往会伴随耐腐蚀性能.的降低。本文通过稀土添加制备了4种不同成分的合金(7055,7055-Pr,7055-Er,7055-Pr-Er),并设计了固溶30min,60min和90min多种热处理工艺,研究了固溶时间、添加不同稀土和回归再时效(RRA)工艺对Al-Zn-Mg-Cu合金的组织形貌、力学性能和耐腐蚀性能的影响,得出以下主要结论:(1)随着固溶时间的增加,T6时效后四种合金的硬度和强度先升高后下降,当固溶时间为60 min时,合金的强度和硬度达到最高值;稀土Pr、Er的添加可以减少固溶时效后基体中的残余相,从而改善延伸率,因此T6时效后7055-Pr、7055-Er和7055Pr-Er合金的延伸率与7055合金相比明显提升,稀土Pr比稀土Er具有更好的提升合金延伸率的效果。(2)添加稀土Er可以生成Al3(Er,Zr)粒子从而抑制合金固溶时效过程中亚晶界的迁移,使合金的小角度晶界(LAGBs)占比增加,进而提升合金的耐腐蚀性能;475℃×1h+120℃×24h固溶时效后,添加稀土后合金的最大晶间腐蚀深度由156μm(7055)降低到118μm(7055-Pr)、62.5μm(7055-Er)和56.2μm(7055-Pr-Er);稀土Er比稀土Pr具有更好的提升合金耐腐蚀性能的效果。(3)研究7055Pr-Er合金发现,T6时效后晶粒中主要析出相为GP区、Al3(Er,Zr)相和η′相,晶界析出相(GBPs)连续分布;回归温度为180℃时析出相主要为η′和Al3(Er,Zr),GBPs断续分布,出现晶界无析出带(PFZ);回归温度为200℃时析出相主要为较粗大的η相和T(Al2Zn3Mg3)相,PFZ变宽。基体中均匀分布的析出相和较窄的PFZ可以提高合金强度,不连续的GBPs和较宽的PFZ可以提升合金的耐腐蚀性能。
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