超高强Al-Zn-Mg-Cu合金挤压型材粗晶环的热处理调控工艺

发布时间：2022-01-10 09:45

　　粗晶环是铝合金挤压型材内常见的组织结构,降低了组织与性能的均匀性。本文设计了一系列阶梯式热处理工艺,利用不同温度阶段的回复作用消除变形过程累积的畸变能,控制固溶后超高强Al-Zn-Mg-Cu合金挤压型材内粗晶环的尺寸。结果表明:经（250℃, 24 h）、（300℃, 24 h）、（350℃, 24 h）、（400℃, 24 h）热处理后,粗晶环平均宽度降至未经处理的1/10～1/7,同时沿厚度方向拉伸性能均匀性显著提高。本研究为优化超高强Al-Zn-Mg-Cu合金型材的组织与性能提供了可参考办法。 

【文章来源】：中国有色金属学报. 2020,30(09)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

超高强Al-Zn-Mg-Cu合金挤压型材平行挤压方向微观组织

根据文献[7,21]可知，在温度大于0.3Tm(Tm为熔点)时铝合金已经开始发生回复，如纯铝材料的回复起始温度为240℃[16]左右。此阶段合金内部的点缺陷(如空位)开始发生运动，位错也被激活，在内应力作用下开始滑移，部分异号位错相遇后抵消，以及位错扩散到晶界后发生湮灭，位错密度降低。随着温度升高，位错运动速度加快，回复作用效果更加显著，越来越多的变形储能被逐渐释放，后续固溶过程中晶粒发生再结晶的动力越来越低，形成粗晶环的尺寸则越来越小。透射电镜结果显示，相较于挤压态，经工艺5回复热处理后的铝合金内部的位错密度大幅度降低，如图7所示。在文献[22]中，邓运来等通过透射电镜观察了200～490℃间7050铝合金晶粒内部的位错密度变化，讨论了不同热处理温度下组织变化，发现较高的热处理温度有助于降低晶内位错密度，支持了本文的结果。另外，温度升高有利于合金内析出相的溶解，减少对位错的钉扎作用[17]，降低位错运动阻力，促进变形储能释放。图7 不同超高强Al-Zn-Mg-Cu合金型材边缘区域微观组织

图6 不同热处理工艺处理后超高强Al-Zn-Mg-Cu合金型材截面晶粒结构经工艺5热处理后超高强Al-Zn-Mg-Cu的平行挤压方向的微观组织如图8所示。同图4(c)相似，边缘粗晶环区域与芯部细小晶粒区域间存在一个过渡的区域，在这个区域内晶粒包括条状晶粒和等轴状晶粒，在一定程度上保留着挤压态的流线结构，如图8(a)、(b)所示。显然等轴晶粒是挤压态组织发生再结晶产生的[23-24]，不同于图4(c)的结果，由于变形能大部分被消除，这部分晶粒没有发生异常长大。而在芯部区域，则完整的保留了挤压流线结构，如图8(c)所示。

【参考文献】：
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本文编号：3580494