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RRA热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织、疲劳性能和腐蚀性能的影响

高利芳  
【摘要】:7000系铝合金具有低密度、高强度和较好的塑性,被广泛地用作飞机结构件。在T6态下Al-Zn-Mg-Cu合金具有较高的强度,但是抗腐蚀性能较差。而经过双级时效制度-T76处理后,合金的抗腐蚀性能得到了显著提高,但强度较T6态下降了10-15%。而回归再时效(RRA)热处理既能使合金具有T6态的强度,又能显著提高合金的抗腐蚀性能。 论文主要研究了不用工艺的RRA热处理后,合金的力学性能、剥落腐蚀性能、抗应力腐蚀性能、疲劳性能的变化及其机理,并通过显微组织观察,研究了微观组织与合金性能之间的关系。得出以下结论: (1)通过对所研究的Al-Zn-Mg-Cu合金进行单级时效、DSC分析、RRA和RR分析,确定了本实验中采用的RRA工艺制度,即:回归温度-170℃,第一级、第三级时效制度-10O℃/24h,硬度最小值对应的回归时间-10min。 (2)回归时间、再时效时间都对所研究合金的力学性能有着重要的影响,且回归时间对其的影响更大一些。经过不同制度的RRA处理后,合金的峰值抗拉强度、屈服强度、延伸率分别是:630MPa、566MPa、11.2%。 (3)经过此(100℃时效24h+170℃回归120min+100℃时效24h)RRA执处理后的Al-Zn-Mg-Cu合金,在452MPa恒载荷下的断裂时间是125h,远远高于经过其它热处理合金的断裂时间,具有良好的抗应力腐蚀性能;且它的抗剥落腐蚀性能也是最好的,相对应的晶间腐蚀深度、Ⅰcorr分别是87nm、132μA·cm-2。 (4)经过RRA3(100℃时效24h+170℃回归120min+100℃时效24h)热处理后的Al-Zn-Mg-Cu合金具有优于经过RRA2(100℃时效24h+170℃回归10min+100℃时效24h)热处理后的Al-Zn-Mg-Cu合金的抗疲劳性能。当△K大于33MPa·m1/2时,才发生断裂,具有较好的高应力因子幅疲劳断裂抗力。塑性诱发裂纹闭合与微裂纹是引起Al-Zn-Mg-Cu合金裂纹扩展速率降低的主要原因之一。 (5)合金的腐蚀性能、疲劳性能与微观组织有着密不可分的关系。经过100℃时效24h+170℃C回归120min+100℃时效24h RRA热处理的Al-Zn-Mg-Cu合金,其晶界析出相粗大且断续分布,是合金具有较好的抗腐蚀性能的最重要的因素之一。


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