1975合金板材热处理及其组织性能研究

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采用拉伸力学性能测试、硬度、电导率、X射线衍射(XRD)物相分析、金相(OM)、扫描电子显微组织(SEM)观察和透射电子显微组织(TEM)观察,研究了1975合金板材固溶时效处理过程中组织性能变化,在此基础上,研究了1975合金板材的腐蚀性能,还对比研究了含Sc、Zr的Al-Zn-Mg合金(1975合金)和不含Sc、Zr的Al-Zn-Mg合金焊接接头组织性能。获得了以下主要结论:1)1975合金板材最佳固溶制度为470℃/1h,最佳时效制度为120℃/24h。在此条件下,合金的σb、σ0.2、δ5、硬度和电导率分别为532MPa、496MPa、15.1%、176HB和34.3%(IACS)。2)固溶处理过程中,T相逐步溶入固溶体,基体仍残留少量含Fe、Mn、Si的杂质相。时效过程中,过饱和固溶体分解析出η’和η相,η’为强化相,随时效温度升高或时效时间延长,析出相η’粗化,晶界出现断续粗大的η相和PFZ。1975合金板材的高强度来源于Al3(Sc, Zr)粒子引起的亚晶强化和η’相引起析出强化。3)1975合金板材时效后的晶间腐蚀,剥落腐蚀和应力腐蚀的敏感性变化规律为:欠时效>峰时效>过时效。1975合金板材的腐蚀敏感性与晶界析出相η(MgZn2)和无沉淀析出带(PFZ)的特征有关,晶界析出相越不连续分布,尺寸越大,合金的腐蚀敏感性越低,反之,晶界析出相链状分布且尺寸小,则合金的腐蚀敏感性高。4)1571焊丝和Al-Zn-Mg合金和1975合金板材有良好的相容性,在氩弧焊条件下,两种合金板材焊接接头的拉伸力学性能分别为:Al-Zn-Mg合金:σb=398MPa, σ0.2=253MPa,δ5=8.7%,焊接系数为80.3%;1975合金:σb=405MPa, σ0.2=306MPa,δ5=6.3%,焊接系数为76.6%。5) Al-Zn-Mg合金和1975合金板材焊接接头存在焊缝区、半熔化区、热影响区和基材等四个区域,其中热影响区分为淬火区和过时效区。焊接接头断口绝大部分发生在强度较低的过时效区。1975合金板材焊接接头强度的提高来源于微量Sc和Zr形成的Al3(Sc, Zr)抑制了热影响区的再结晶从而提高了热影响区的强度。
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