热矫正次数对7N01铝合金应力腐蚀开裂的影响
发布时间：2021-02-10 23:54
采用慢应变速率拉伸试验（SSRT）和透射电镜（TEM）测试分析方法研究了热矫正次数对7N01-T5铝合金应力腐蚀敏感性的影响。结果表明:随着热矫正次数的增加,7N01-T5铝合金应力腐蚀敏感性增加。原因主要在于晶界析出相的转变以及溶质元素Zn和Mg从基体向晶界的不断扩散。基于非平衡偏聚理论可知,三次热矫正的等效恒温时间小于临界时间tc。因此,随着热矫正次数的增加,晶界处Zn和Mg元素含量逐渐增加,增大了晶界与基体间的腐蚀电位差,使7N01-T5铝合金应力腐蚀敏感性增加。
【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(05)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
热矫正模拟热循环曲线Fig.1Thermalcyclecurvetosimulateheatstraightening
action,%)ZnMgMnCrZr4.481.550.290.230.18FeCuTiSiAl0.130.110.050.05Bal.图1热矫正模拟热循环曲线Fig.1Thermalcyclecurvetosimulateheatstraightening表27N01-T5铝合金热矫正工艺参数Table2Heatstraighteningparameterof7N01-T5alloysamplesSamplesNo.Temperature/℃HeattreatmenttimesTime/sBMWQ13501120WQ23502120WQ33503120慢应变速率拉伸试验(Slowstrainratetest,SSRT)参照HB7235—95标准进行[13]。利用西安力创WDML5型SSRT试验机进行试验，试样尺寸如图2所示。试验介质分别为空气和3.5%NaCl+10mL/LH2O2，实验温度为室温。SSRT试样安装完成后，加载一定的载荷以便消除夹具间隙，应变速率为6×106s1。由标准HB7235—95可知，利用ISSRT指数比单项力学性能指数能够更好地评价应力腐蚀敏感性[13]。ISSRT指数的计算公式如下：SSRT(1)1(1)fffAfAI(1)式中：f和f分别为试样在3.5%NaCl+10mL/LH2O2溶液中的拉伸强度(MPa)和伸长率(%)；fA和fA分别为试样在空气中的拉伸强度(MPa)和伸长率(%)。图2慢应变速率拉伸实验试样尺寸Fig.2Dimensionsofslowstrainratetest(SSRT)samples(Unit:mm)透射电镜(TEM)主要用于分析7N01铝合金析出相在晶粒内、晶界附近的分布状况，并借助能谱仪(EDS)对晶界析出相、晶内析出相及无沉淀析出带的化学成分进行分析，探针直径为3nm左右。TEM样品经机械减薄至30m左右后，制备成直径为3mm的圆盘状样品，经离子减薄后进行观察。在TecnaiG220S-Twin型透射电镜上进行样
?020年5月1012图3不同热矫正次数下7N01-T5铝合金晶界析出相形貌Fig.3Morphologiesofgrainboundaryprecipitationsof7N01-T5aluminumalloywithdifferentheatstraighteningnumbers:(a)BM;(b)WQ1;(c)WQ2;(d)WQ3;(e)GPzone;(f)Highermagnificationof(e)试样WQ1、WQ2和WQ3，经受的热循环过程分别是：1)一次热矫正(包括升温过程和淬火过程)+自然时效；2)两次热矫正+自然时效；3)三次热矫正+自然时效。相应的主要析出相分别为η′+GP区、少量η′+GP区、GP区，如图3所示。NICOLAS等[14]研究表明，在非等温热处理过程中，析出相溶解临界半径可由式(2)求出：*ateq2ln(/)vRkTXX(2)式中：γ为界面能；vat为析出相的原子体积；T为热力学温度；X为溶质分数；Xeq是平衡溶质分数。当温度恒定时，由于析出相溶解，溶质元素回溶到基体中，导致回溶析出相的临界半径降低。因此，原来不稳定的析出相由于临界半径降低而变得稳定[14]。当溶质元素含量恒定时，析出相回溶临界半径随着温度的升高而增加[14]。然而，由于热矫正过程中，升温速率很快，临界半径往往远远大于析出相的平均半径。因此，随着热矫正次数的增加，η′相的密度不断降低，并在随后的自然时效过程中形成GP区，如图3(e)和(f)所示。2.2应力腐蚀敏感性不同热矫正次数试样的慢应变速率拉伸曲线如图4所示，具体的拉伸数据及应力腐蚀敏感系数ISSRT详见表3。由表3可知，经历不同热矫正次数后，7N01-T5铝合金在空气中的抗拉强度较母材有所增加。随着热矫正次数的增加，7N01-T5铝合金应力腐蚀敏感性?
本文编号：3028181
【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(05)北大核心
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
热矫正模拟热循环曲线Fig.1Thermalcyclecurvetosimulateheatstraightening
action,%)ZnMgMnCrZr4.481.550.290.230.18FeCuTiSiAl0.130.110.050.05Bal.图1热矫正模拟热循环曲线Fig.1Thermalcyclecurvetosimulateheatstraightening表27N01-T5铝合金热矫正工艺参数Table2Heatstraighteningparameterof7N01-T5alloysamplesSamplesNo.Temperature/℃HeattreatmenttimesTime/sBMWQ13501120WQ23502120WQ33503120慢应变速率拉伸试验(Slowstrainratetest,SSRT)参照HB7235—95标准进行[13]。利用西安力创WDML5型SSRT试验机进行试验，试样尺寸如图2所示。试验介质分别为空气和3.5%NaCl+10mL/LH2O2，实验温度为室温。SSRT试样安装完成后，加载一定的载荷以便消除夹具间隙，应变速率为6×106s1。由标准HB7235—95可知，利用ISSRT指数比单项力学性能指数能够更好地评价应力腐蚀敏感性[13]。ISSRT指数的计算公式如下：SSRT(1)1(1)fffAfAI(1)式中：f和f分别为试样在3.5%NaCl+10mL/LH2O2溶液中的拉伸强度(MPa)和伸长率(%)；fA和fA分别为试样在空气中的拉伸强度(MPa)和伸长率(%)。图2慢应变速率拉伸实验试样尺寸Fig.2Dimensionsofslowstrainratetest(SSRT)samples(Unit:mm)透射电镜(TEM)主要用于分析7N01铝合金析出相在晶粒内、晶界附近的分布状况，并借助能谱仪(EDS)对晶界析出相、晶内析出相及无沉淀析出带的化学成分进行分析，探针直径为3nm左右。TEM样品经机械减薄至30m左右后，制备成直径为3mm的圆盘状样品，经离子减薄后进行观察。在TecnaiG220S-Twin型透射电镜上进行样
?020年5月1012图3不同热矫正次数下7N01-T5铝合金晶界析出相形貌Fig.3Morphologiesofgrainboundaryprecipitationsof7N01-T5aluminumalloywithdifferentheatstraighteningnumbers:(a)BM;(b)WQ1;(c)WQ2;(d)WQ3;(e)GPzone;(f)Highermagnificationof(e)试样WQ1、WQ2和WQ3，经受的热循环过程分别是：1)一次热矫正(包括升温过程和淬火过程)+自然时效；2)两次热矫正+自然时效；3)三次热矫正+自然时效。相应的主要析出相分别为η′+GP区、少量η′+GP区、GP区，如图3所示。NICOLAS等[14]研究表明，在非等温热处理过程中，析出相溶解临界半径可由式(2)求出：*ateq2ln(/)vRkTXX(2)式中：γ为界面能；vat为析出相的原子体积；T为热力学温度；X为溶质分数；Xeq是平衡溶质分数。当温度恒定时，由于析出相溶解，溶质元素回溶到基体中，导致回溶析出相的临界半径降低。因此，原来不稳定的析出相由于临界半径降低而变得稳定[14]。当溶质元素含量恒定时，析出相回溶临界半径随着温度的升高而增加[14]。然而，由于热矫正过程中，升温速率很快，临界半径往往远远大于析出相的平均半径。因此，随着热矫正次数的增加，η′相的密度不断降低，并在随后的自然时效过程中形成GP区，如图3(e)和(f)所示。2.2应力腐蚀敏感性不同热矫正次数试样的慢应变速率拉伸曲线如图4所示，具体的拉伸数据及应力腐蚀敏感系数ISSRT详见表3。由表3可知，经历不同热矫正次数后，7N01-T5铝合金在空气中的抗拉强度较母材有所增加。随着热矫正次数的增加，7N01-T5铝合金应力腐蚀敏感性?
本文编号：3028181
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3028181.html
教材专著
