7050铝合金热变形程度对再结晶及其性能的影响

发布时间：2020-02-21 07:47

【摘要】：7050铝合金热变形过程中变形程度对再结晶有重要的影响,而其各项性能与再结晶程度有关。厚度为40 mm的7050铝合金板材在410℃,以1 mm·s~(-1)的速度分别压至25,20,15和10 mm。不同热变形程度的试样固溶、时效后,观察其金相组织、透射形貌,检测其硬度、电导率、室温拉伸、疲劳及晶间腐蚀性能等。实验结果表明,7050铝合金随着热压过程中变形程度的增加,再结晶程度逐渐上升。变形程度的增加使得再结晶晶粒增多,从而7050铝合金各项力学性能得到显著地提高,其中维氏硬度提高26 HV,屈服强度及抗拉强度分别提高36和51 MPa,疲劳断裂循环次数提高376万次,但抗腐蚀性能稍有下降。
【图文】：

示意图,热压过程,示意图,7050铝合金

高其力学性能。而且，由于再结晶晶粒相对于亚晶及变形组织具有较低的位错密度，可以增强该合金伸长率及韧性。本文通过对7050铝合金板材在410℃变形温度、1mm·s－1锻压速度下进行不同变形程度的热压，研究变形程度对该合金组织及各项性能的影响。对不同变形程度的热压试样，观察其显微组织，如金相组织、断口扫描及透射组织;检测其硬度、室温拉伸、疲劳、电导率等各项性能。1材料与实验方法本文使用如表1所示的7050铝合金，从7050铝合金热轧板材取得试样进行热压实验，热压前试样尺寸为100mm×60mm×40mm，如图1所示，在410℃变形温度、1mm·s－1锻压速度下分别热压至25，20，15和10mm。热压试样以10℃·s－1的速度加热至410℃，保温30min后进行热压。对空冷后的7050铝合金热压试样进行固溶、淬火和时效热处理，使得锻件析出强化相GP区、η及η'，提高其综合性能。热压件在471℃固溶、保温60min，保温后的锻件在60℃水温下淬火获得过饱和固溶体，锻件经60℃水淬后在T74(120℃保温4h，继续加热到180℃保温12h)制度下时效。时效后在热压件的中心部位取得金相、透射、硬度、室温拉伸、疲劳、晶间腐蚀等试样，分别进行各项性能检测分析。表17050铝合金化学成分(%，质量分数)Table1Chemicalcompositionsofaluminumalloy7050(%，massfraction)SiFeCuMnMgCrZnTiZrAl0.030.12.110.012.190.015.740.0240.12余量2实验结果2.1金相组织图2所示为不同热变形程度的金相组织，随着变形程度的增加，白色再结晶区域逐渐增加，而黑色的变形组织逐渐减少。金相采用GraffSeagent腐蚀剂进行腐蚀，未再结晶部分由于位错密度高容易被腐蚀而呈黑色，再结晶部分因位错密度较低难以腐蚀而呈白色。如图2a所示，变形程度为37.5%

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图27050铝合金不同变形程度下的金相组织(a)37.5%(b)50%(c)62.5%(d)75%Fig.2Metallographicstructureswithdifferentdeformationdegreesofaluminumalloy7050硬度及疲劳性能(疲劳实验疲劳断裂循环次数)随变形程度的增加均逐渐升高，变形程度从37.5%增加至75%时，其中维氏硬度增加26HV，达到172.3HV，疲劳断裂前循环次数增加376万次，达到504万次。力学性能随着变形程度增大显著提高，室温拉伸的伸长率略微上升。在热变形过程中，随着变形程度的增加，热处理后合金小于10μm的细小再结晶晶粒逐渐增加，使得合金的细晶强化作用逐渐增强，从而力学性能逐渐增加，且由于再结晶晶粒相对变形组织内部位错等缺陷更少，因而室温拉伸的伸长率上升。如图3d所示，合金的电导率随热变形程度的增加逐渐下降，电导率的降低表明其抗腐蚀性能逐渐降低，由于变形程度的增加使得细小的再结晶晶粒增多，大角度晶界含量增加了腐蚀通道，从而降低了其腐蚀性能及电导率。2.3断口扫描图4所示为不同变形程度热压后的室温拉伸断口扫描图片，其中分布着不同比例的延晶断裂裂纹以及穿晶韧窝，因而不同变形程度的7050铝合金均包含脆性延晶断裂及韧性穿晶断裂的混合断裂。随着变形程度的升高，室温拉伸断口扫描中韧性穿晶韧窝比例逐渐增多。随着热变程度的增加，再结晶程度上升，在断口扫描中表现为穿晶韧窝逐渐增多。提高热压过程的变形程度，获得更多的细小再结晶晶粒，细小的再结晶晶粒相对于未再结晶的变形组织具有更高的韧性，因而，可以通过获得细小再结晶晶粒的方法改善该合金的韧性。2.4腐蚀性能图5所示为不同变形程度的晶间腐蚀照片，随着变形程度的增加，晶间腐蚀深度逐渐增加，即抗晶间腐蚀性能下降。热变形程度为37.5%时，，晶间腐蚀深度为34.

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