PDF《时效对 7055 铝合金淬火敏感效应的影响》

修订日期:2006-09-29 通讯作者:张新明,博士,教授;

电话/传真: 0731-8830265;

E-mail: [email protected] 第17 卷第

2 期 张新明,等: 时效对

7055 铝合金淬火敏感效应的影响

261 该系合金淬火敏感性的存在导致慢速淬火合金时 效后强度的下降,而如何通过时效来减小这种淬火敏 感效应值得研究.这对提高该系合金厚板力学性能的 均匀性具有重大意义,但是目前这方面的研究较少, 尤其是对于

7055 铝合金. 本文作者研究了时效对不同 淬火

7055 铝合金力学性能的影响, 分析了其机理, 希 望据此能改善时效工艺以减小该合金的淬火敏感效 应.

1 实验 实验合金的名义成分为 Al-8.0Zn-1.8Mg-2.3Cu- 0.17Zr(质量分数,%).合金熔炼在电阻炉石墨坩埚中 进行,熔炼温度为

780 ℃,采用六氯乙烷除气,静置 一定时间后于

720 ℃将其浇入预热铜模中,铸成

20 mm 厚的锭坯.铸锭以 0.6 ℃/min 的速率缓慢升温至

465 ℃进行均匀化,保温

24 h 后空冷.铸锭铣面后于

420 ℃保温

2 h,而后轧成 2.5 mm 厚板材,变形量约 85%.合金的固溶处理在空气电阻炉中进行,470 ℃ 保温

1 h 后采用

20 ℃水淬或在空气中进行冷却, 以获 得快和慢的冷却速率.合金淬火或空冷后立即进行人 工时效,即121 ℃、24 h,60 ℃、24 h+121 ℃、24 h,80 ℃、24 h+121 ℃、24 h 和100 ℃、24 h+121 ℃、24 h. 拉伸试样按 GB6397―86 标准制备,室温拉伸实 验在 CSS-44100 电子万能实验机上进行.电导率测试 采用的是厦门第二电子仪器厂生产的

7501 涡流电导 仪,每个样品测试

3 次取平均值,并将结果转化成国 际退火铜标准(%IACS) .采用 TecnaiG2

20 型透射电 镜观察合金的组织,加速电压为

200 kV.透射电镜观 察的样品先磨成 0.1 mm 厚薄片,冲成 d3 mm 圆片后 进行双喷减薄.电解液(体积分数)为30%HNO3+70% CH3OH,温度控制在?20℃以下.

2 实验结果 2.1 力学性能和电导率 合金时效后的力学性能及电导率如图

1 所示.由图1可知,时效条件相同时,快速淬火合金的力学性 能高于慢速淬火的, 而其电导率低于慢速淬火的.

121 ℃、24 h 单级时效时两者之间的性能差别较大,慢速 淬火合金的屈服强度较快速淬火的低约 46%,抗拉强 度低约 32%,伸长率低约 26%,电导率高约 27%.快图1不同淬火合金时效后的力学性能和电导率 Fig.1 Properties of aged alloys after different quench: (a) Mechanical properties: 1―Ultimate strength;

2―Yield strength;

3―Elongation of aged alloy quenched in

20 ℃ water;

4― Ultimate strength;

5―Elongation of aged alloy quenched in air;

6 ―Yield strength;

(b) Electrical conductivity;

Sample A:

121 ℃,

24 h;

Sample B:

60 ℃,

24 h+121 ℃,

24 h;

Sample C:

80 ℃,

24 h+121 ℃,

24 h;

Sample D:

100 ℃,

24 h+121 ℃,

24 h 速淬火合金双级时效后的强度和电导率较单级时效后 的变化不大,但伸长率都有所升高;

慢速淬火合金双 级时效后的的强度和伸长率较单级时效的都高,电导 率都低. 通过双级时效可以减小两者之间的性能差别, 在一定程度上减小合金的淬火敏感效应. 在本研究中, 最好的双级时效是

100 ℃,

24 h+121 ℃,

24 h, 使慢速 淬火合金的屈服强度从

330 MPa 升高至

520 MPa,提 高约 58%;

抗拉强度从

438 MPa 升高至

550 MPa,提 高约 26%.此时快速淬火合金有较高的力学性能.更 重要的是慢速淬火与快速淬火合金经过双级时效后的 性能差别大大减小,屈服强度和抗拉强度都只低约 14%,电导率高约 13%,伸长率差别变化不大. 2.2 组织观察 2.2.1 合金淬火态的组织 中国有色金属学报