时效处理对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金组织与性能的影响

通过进行透射电镜分析和拉伸试验研究了不同时效处理制度对Al-7.2Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.08Zr-0.12Sc合金的显微组织及拉伸性能的影响。透射电镜分析结果表明:合金在时效过程中,晶内析出大量弥散分布的Mg Zn2相与Al3(Sc,Zr)相。单级时效状态下,晶内析出相细小,晶界析出断续分布的平衡相,并存在晶界无沉淀区;双级时效状态下,晶内及晶界析出相均长大,晶间无析出带宽化;回归再时效处理状态下,晶内析出相较单级时效略有长大,晶界处组织与双级时效相似。拉伸试验结果表明:单级时效状态下的合金具有较高的强度,但断裂伸长率较小;双级时效状态下的合金强度较单级时效明显降低,但有较大的断裂伸长率;经回归再时效的合金既保证了单级时效的强度,也具有双级时效的伸长率。

Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc合金的等温淬火性能

采用盐浴分级淬火的实验方法,通过测试Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc铝合金的电导率与硬度,绘制了其时间—温度—转换率(TTT)曲线和时间—温度—性能(TTP)曲线,利用差示扫描量热法(DSC),X射线衍射(XRD),透射电镜(TEM)等观察分析了合金等温过程中的组织变化,结合Johnson-Mehl-Avrami方程研究了合金等温过程中的相变动力学。研究表明:随着保温时间的延长,淬火态合金的电导率呈上升趋势,时效态硬度呈下降趋势;Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.4Sc铝合金的TTT曲线和TTP曲线的鼻尖温度在330℃附近;合金的淬火温度敏感区间为270~390℃。实验铝合金过饱和固溶体在330℃等温处理时快速分解,第二相脱溶析出速率达到最高,较大的相变驱动力和较高的扩散速率是合金第二相快速析出和长大的主要原因。合金固溶后,在淬火敏感区间之外可适当降低冷却速率,这样不仅可以保持合金的力学性能,还可降低合金的内应力。

Al-9.0Zn-2.5Mg-1.5Cu-0.15Zr-0.2Sc合金淬火性能及TTT和TTP曲线（英文）

通过分级淬火处理得到Al-9.0Zn-2.5Mg-l.5Cu-0.15Zr-0.2Sc铝合金的时间-温度-转变(TTT)曲线和时间-温度-性能(TTP)曲线,采用透射电子显微镜(TEM)、差示扫描量热仪(DSC)和X射线衍射(XRD)对合金进行了相变分析。结果表明:在一定的温度下延长保温时间会导致试样的电导率增加,硬度降低。显微组织观察表明,随着保温时间的增加,许多大型杆状平衡相η(MgZn2)会在基体中析出并快速生长,导致淬火过程中溶质损失,削弱了随后的时效强化效果。η粒子沉淀析出的主要原因是溶质原子的快速扩散和强大的相变驱动力。淬火敏感温度范围为270～390℃。因此,在淬火敏感温度范围内,需适当提高冷却速度以获得较高的力学性能。其他温度范围内应考虑适当降低冷却速度以控制残余应力。