AlZnMgCu合金單級(jí)時(shí)效熱處理微觀組織演變規(guī)律研究.pdf

1、7xxx系A(chǔ)lZnMgCu鋁合金是一種典型的可時(shí)效強(qiáng)化鋁合金，廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸及其它軍工、民用行業(yè)。然而，關(guān)于時(shí)效過(guò)程中晶內(nèi)析出相的演變規(guī)律以及析出相的形貌、大小、種類(lèi)以及分布對(duì)強(qiáng)度的貢獻(xiàn)尚有爭(zhēng)論。另外，關(guān)于晶界無(wú)析出帶(PFZ)的形成機(jī)理及其對(duì)材料綜合性能的影響研究者們也未能形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)。
　　 本文針對(duì)Al-6.47％Zn-1.63％Mg-2.05％Cu鋁合金板材，采用固溶淬火以及時(shí)效熱處理，對(duì)合金進(jìn)行了顯微硬

2、度測(cè)定、拉伸試驗(yàn)、電導(dǎo)率測(cè)量、金相分析(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)分析等，對(duì)不同時(shí)效條件下合金的微觀組織、晶內(nèi)強(qiáng)化析出相及晶界PFZ的演變規(guī)律進(jìn)行了研究。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 (1)在120℃單級(jí)時(shí)效過(guò)程中發(fā)現(xiàn)一種新的亞穩(wěn)相：η前驅(qū)相，具有六角結(jié)構(gòu)，點(diǎn)陣參數(shù)c=4d111A1=0.935nm，與η相(C=0.860nm)接近，但比η'相(c=6d111A1=1.406nm)小。點(diǎn)陣參數(shù)

3、a=0.496nm，與η'相相同。η前驅(qū)相作為新觀測(cè)到的一種強(qiáng)化相，在以往的文獻(xiàn)中尚未報(bào)道過(guò)，本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其對(duì)材料的強(qiáng)度以及晶界無(wú)析出帶(PFZ)有重要影響。
　　 (2)采用 TEM觀察，結(jié)合硬度表征對(duì)7xxx系鋁合金在120～150℃不同溫度下單級(jí)時(shí)效之后的微觀結(jié)構(gòu)的演變規(guī)律進(jìn)行跟蹤研究。研究發(fā)現(xiàn)120℃時(shí)效72h合金的硬度最高，可達(dá)202HV，對(duì)應(yīng)的抗拉強(qiáng)度為708MPa，屈服強(qiáng)度為691MPa，延伸率為14％。單級(jí)峰值時(shí)效

4、的主要強(qiáng)化相為GP區(qū)，η’相和η前驅(qū)相。
　　 (3)采用TEM觀察，結(jié)合掃描透射-高角環(huán)形暗場(chǎng)像(STEM-HAADF)對(duì)合金單級(jí)時(shí)效狀態(tài)下晶界析出相以及晶界無(wú)析出帶(PFZ)演變規(guī)律進(jìn)行跟蹤研究。研究發(fā)現(xiàn)時(shí)效溫度在150℃左右，晶界周?chē)a(chǎn)生PFZ。時(shí)效溫度越高，PFZ越寬。150℃恒溫時(shí)效2h以后，PFZ的寬度不隨時(shí)效時(shí)間的變化而變化。通過(guò)EDX能譜分析發(fā)現(xiàn)，PFZ區(qū)域?yàn)樨毴苜|(zhì)原子區(qū)，尤其是貧Zn。對(duì)150℃時(shí)效4h合金進(jìn)行