非等温热处理对Al-Zn-Mg合金微观组织及性能的影响

发布时间：2020-06-15 12:26

【摘要】：铝合金被广泛应用于装备制造业,然而焊后热矫正往往会削弱铝合金零部件的服役性能,限制了其应用。虽然针对铝合金的焊后热矫正已进行了一些研究,但目前关于热矫正对铝合金构件微观组织和性能影响的认识仍不够全面和清晰。鉴于此,本文以铝合金焊后热矫正为背景,采用拉伸测试、显微硬度测试、DSC测试、SEM观测、TEM观测等方法研究了T4态Al-4.7Zn-1.2Mg(wt.%)合金非等温热处理过程中峰值热处理温度、淬火介质、循环次数分别对其力学性能、腐蚀性能和微观组织的影响,力图为工业生产提供技术指导和理论依据。主要研究结果如下:以室温水为淬火介质,经峰值温度为300℃与350℃的非等温热处理后,试样的力学性能均较母材有所降低,而300℃时下降幅度更大。造成这种差异的主要原因是加热到350℃时,合金中的空位浓度较大,且淬火后的过饱和固溶度也较大,在自然时效过程中更有利于GP区的生成,使得强化效果存在差异。合金经峰值温度为350℃的非等温热处理后,剥落腐蚀、晶间腐蚀、电导率均出现显著下降,这一现象与晶界析出相粗化和晶内溶质原子的分布更均匀有关。当峰值温度为300℃,使用室温水、油、空气作为淬火介质时,合金在TEM下可观察到明显的形貌差别。水淬试样晶内脱溶析出GP区,油淬和空冷试样中析出GP区和不同密度的η相,油淬试样晶界的η相显著粗化。水淬试样的力学性能略好于油淬试样的力学性能,而空冷试样的力学性能则显著低于前两者。腐蚀性能方面,油淬试样的剥落腐蚀抗性、晶间腐蚀抗性及电化学性能最差,水淬试样的电导率最低。不同的冷却速率是造成上述现象的主要原因,在慢速率淬火条件下,淬火导致的析出相生成消耗了基体中的溶质元素,从而影响了合金的硬化潜力以及溶质原子的含量和分布,使得合金的力学性能和腐蚀性能出现不同程度地下降,呈现淬火敏感性。在350℃的峰值温度下,使用室温水为淬火介质进行多次循环的热处理,随着循环次数的增加,合金的力学性能和腐蚀性能均随之下降。当循环次数达到两次和三次后,合金的断裂方式发生显著变化,由原来的韧脆混合型转变为以沿晶脆性断裂为主的形式。在非等温热处理后,合金晶界处发生了Mg元素偏聚,且偏聚量随循环次数的增加而增大,这是造成合金力学性能下降的主要原因。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG166.3;TG146.21

【参考文献】