Al-Zn-Mg-Cu合金应变时效后组织与腐蚀性能研究

发布时间：2020-04-29 12:33

【摘要】：Al-Zn-Mg-Cu合金因其优异的比强度被广泛地用于航天航空领域。该合金在热加工过程中经常受到热—力的耦合作用。本文选择商用的7050合金轧板作为研究对象,在0%、3%、6%、9%、12%、18%压缩应变下分别进行时效6h、12h、18h,通过金相显微镜、透射电镜(TEM)和DSC分析对应变时效过程中的显微组织演变进行表征,利用分子动力学软件(LAMMPS)计算合金在应变时效下固溶原子的扩散动力学参数,研究不同应变量对Al-Zn-Mg-Cu合金时效析出行为的影响,分析不同应变量时效后铝合金试样力学性能和腐蚀性能的区别,阐述应变时效对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与腐蚀性能的影响。本文得到的主要结论如下:(1)金相照片显示Al-Zn-Mg-Cu合金经过不同压缩应变量的时效后,试样内晶粒尺寸拉长变大,溶质原子沿晶界大量脱溶,形成许多的富集区。未应变时效试样的富集区最多,而应变时效试样的富集区随应变量的增加先减少后增多。通过TEM和DSC分析,应变时效会促进试样晶内晶界析出相(η'相)的析出,析出相的尺寸随应变量的增加而增大,晶界无析出带也随应变量的增加而变宽。(2)Al-Zn-Mg-Cu合金的硬度随着应变量的不断增加而增大,而合金的电导率则因为应变时效的进行先降低后升高。同时基于阿弗拉密公式通过电导率推导出Al-Zn-Mg-Cu合金在120°C下应变时效的析出动力学方程:当应变量小于9%时,f=1-exp(-0.0141t0.5214-0.1ε);当应变量大于9%时,f=1-exp{-(0.0141-0.01ε)t0.5214}。(3)用LAMMPS计算了Al-Zn-Mg-Cu合金在不同应变时效后Zn、Mg和Cu原子的扩散系数,发现三种原子的扩散系数都随着应变量的增大而增大,而且合金内固溶原子的扩散系数顺序为ZnMgCu。模拟结果显示在应变时效条件下,Zn和Mg原子比Cu原子更容易团簇析出。而Zn和Mg原子是析出相η'相的主要成分,通过分子动力学的模拟可以知道经过应变时效后会促进合金内η'相的析出。(4)应变时效后Al-Zn-Mg-Cu合金内粗大的晶内和晶界析出相是降低合金抗腐蚀能力的主要原因。应变量的增大会促进合金晶内和晶界析出相的长大以及PFZ的粗化,使得电势差异增大,加剧晶界的腐蚀。通过极化曲线和交流阻抗谱的电化学参数分析可知应变量为3%时效6h合金试样的抗腐蚀能力最好,应变量为18%时效18h合金试样的抗腐蚀能力最差。
【图文】：

应力时效,无应力,时效,铝合金

ＭＰｔ的体积分数越大、分布越弥散，则强化效果越好；ＭＰｔ的强度越高，越逡逑均匀，则断裂|~性和抗应力腐蚀性越好。因此，对强度、断裂初性和抗应力腐蚀逡逑性能三者的综合考虑，ＭＰｔ以均匀细小的ｒＶ半共格亚稳相为主时最好。图１－１为逡逑７０７５铝合金试样时效后的透射电镜图像［１（）］。从图中可以看出，基体析出相的大逡逑小比较匀称，弥散分布，而在应变时效后，基体析出相的尺寸明显增大。逡逑■邋■逡逑图１－１邋７０７５铝合金的ＴＥＭ照片［｜（）］邋（ａ）无应力时效，（ｂ）应力时效逡逑３逡逑

应力时效,无应力,晶界析出相,时效

【相似文献】