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摘要:Al-Zn-Mg-Cu系合金能作为航空航天领域的厚截面结构材料,但存在较高的淬火敏感性,往往满足不了设计要求。杂质Fe和Si对该系合金淬火敏感性的研究鲜有报导。本文采用末端淬火实验、硬度测试、电导率测试、常温力学性能测试、DSC热分析、X射线分析、光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜分析等方法,研究了杂质Fe和Si对Al-7.5Zn-1.5Mg-1.7Cu合金淬火敏感性和时效行为的影响规律,获得的主要结论如下:(1)揭示了杂质Fe和Si所形成的相在热处理过程中的组织演变及其对该系合金淬火敏感性的影响规律。杂质在合金中主要以Al7Cu2Fe相和Mg2Si相存在,相的含量在铸态、均匀化态和时效态相差不大,但是变形后该相沿变形方向发生明显的破裂。一方面随着杂质含量的增加,杂质相的含量增加,消耗了基体中的Cu元素和Mg元素,合金的过饱和度降低,导致合金的淬火敏感性降低。另一方面粗大的杂质相促使再结晶核心的形成,增加了合金的再结晶晶粒数量、(亚)晶界数量和平衡相的形核位置,合金的淬火敏感性提高。(2)挤压变形提高了合金的淬火敏感性。合金经过热挤压变形后,晶粒变得细小,晶界和亚晶界的数量增多,η平衡相的形核位置增多。(3)时效温度的上升提高了空冷样较水冷样力学性能的下降程度。时效温度的上升使得平衡相的数量和尺寸增大,强化相的弥散程度降低,GP区的溶解温度提高了23℃左右,抑制了GP区的形核析出。(4)杂质的增加使得合金的硬度降低,电导率上升。杂质Fe和Si的增加或固溶后淬火速率的降低,降低了时效强化相的弥散程度,增大了合金的晶粒尺寸和无沉淀析出带(PFZ)的宽度,导致合金的硬度降低和电导率上升。并且杂质含量的增加提高了η相析出的激活能,淬火速率的加快也增加了后续时效的空位扩散激活能和η相析出的激活能,导致自然时效和人工时效过程中合金的硬度和电导率趋于稳定的时间延长。