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7085锚合金是当今世界最先进的铝合金之一。在大型飞机等领域具有重大应用背景。迄今为止,有关7085铝合金的技术资料处于高度保密状态。本文对7085型铝合金的合金化与微合金化、熔铸、形变加工、固溶制度、时效制度以及力学性能和抗腐蚀性能等进行了较为系统的研究,所开展的探索性工作和取得的创新成果如下:
制备了四种成分的7085型铝合金,其实测成分(wt.％)分别为Al-7.0Zn-1.41Mg—1.50Cu—0.14Zr—0.023Sr,Al—7.48Zn—1.51Mg—1.42Cu-0.15Zr,Al—7.95Zn-1.8Mg-1.59Cu-0.15Zr-0.024Sr,Al-8.34Zn-1.89Mg-1.83Cu-0.15Zr-0.06Sr-0.1(名义)Sc。
研究了Sr、Sc微合金化对7085型铝合金微观组织的影响发现sr和sc元素微合金化细化了铸态晶粒,抑制了晶粒长大,降低了疏松,提高了组织致密性,细化了晶界共晶体,从而减少了裂纹源,同时合金的导电率大幅提高。此外,Sr加入后使得Zn、Mg、Cu等元素在晶内、晶界分布比较均匀,无元素固溶偏聚,合金成分更均匀。
研究了7085型铝合金经常规固溶(470℃×24h)和T6(121℃×24h)时效处理后的组织与性能,发现7085型铝合金内部织构强度低、位错密度低、位错强化低。合金的晶间腐蚀等级都为3级,7085-1＃和7085-2＃合金剥落腐蚀等级为PB级,而7085-3＃和7085—4＃合金的剥落腐蚀等级为EA级,这两种合金抗剥落腐蚀性能较差的因为可能是未溶第二相较多。
研究了7085型铝合金经强化固溶(470℃×2h+480℃×2h+490℃×2h)的T6(121℃×24h)时效处理后的组织与性能。发现强化固溶使粗大第二相充分溶解,改善了晶粒等轴性,并在常规T6状态下使合金处于略微过时效状态,降低了合金的硬度(7085-4＃除外),大幅度提高了合金的抗腐蚀性能,尤其是抗剥落腐蚀性能。7085型铝合金有很高的硬度和电导率,并且都未发生晶间腐蚀,仅发生点蚀,晶间腐蚀等级为1级；除7085-2＃合金外,其它合金的抗剥落腐蚀等级性能均为PA级,尤其是7085—3＃和7085-4＃合金的抗剥落腐蚀性能比常规固溶处理状态下合金的抗剥落腐蚀性能有大幅度提高。
研究经强化固溶、不同时效制度下7085型铝合金的硬度和电导率,发现7085型铝合金不同时效制度下,合金硬度总体从高到低顺序为T6>T77>RRA>T79>T76>T73,电导率从高到低顺序为T76>T77>T79>RRA>T6>T73。
研究了大尺寸锻造7085型铝合金经强化固溶、不同时效制度下7085型铝合金的的显微组织、硬度、拉伸性能、电导率和腐蚀性能。与DC铸造的7075铝合金相比,7085-2＃铝合金在组织不够致密的情况下,其硬度超过7075铝合金；其强度、塑性、抗晶间腐蚀和剥落腐蚀能力达到7075铝合金水平；其电导率明显高于7075铝合金。其中7085-2＃-T6时效的抗拉强度高达568.0MPa,延伸率为10％,同时该合金Zn／Mg比高达4.95,这为合金的综合性能提供了前提,特别是合金的淬透性。时效制度对7085铝合金的综合性能有显著的影响,其中T7652(强化固溶+121℃×5 h+163℃×16 h+2～3％压缩变形)制度最佳。
本文的研究工作在国内外鲜见报道,研究结果为新一代高淬透性高强耐蚀7000系铝合金的微合金化设计、制造技术提供了科学依据。特别值得指出的是在本文研究成果基础上,若对合金进行纯净化、铸态组织致密处理后,如采用DC铸造,我国完全有能力制造出性能达到甚至超过国外性能水平的7085型铝合金。