【摘 要】
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7034铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金,具有低成本、高强度比、良好的可焊性和易于加工等优势,同时该合金具有热处理强化和形变强化双重特性,多作为结构材料应用于航空航天以及国防军工等领域。本文研究了不同形变热处理工艺对喷射沉积态7034铝合金的微观组织和力学性能影响,并对其强韧化机理进行探究。采用OM、EDS、TEM、HRTEM、MH-3显微硬度计和室温拉伸等分析测试手段,对合金的晶粒尺
【基金项目】
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国家装发部XXXMPa级高强高韧铝合金应用技术研究;
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7034铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系超强铝合金,具有低成本、高强度比、良好的可焊性和易于加工等优势,同时该合金具有热处理强化和形变强化双重特性,多作为结构材料应用于航空航天以及国防军工等领域。本文研究了不同形变热处理工艺对喷射沉积态7034铝合金的微观组织和力学性能影响,并对其强韧化机理进行探究。采用OM、EDS、TEM、HRTEM、MH-3显微硬度计和室温拉伸等分析测试手段,对合金的晶粒尺寸、位错及亚结构演化,析出相形貌和尺寸、晶界形貌、合金硬度和力学性能等进行研究,进一步探究其强韧化机理。研究结果表明,等温形变热处理能有效弥合喷射沉积态7034铝合金的间隙,基体中产生的大量弥散相和晶内球块状MgZn2相为合金强化提供基础,变形产生的位错和亚结构进一步阻碍了合金的变形,不连续的晶界析出相和宽大的无沉淀析出带均使得合金表现出更高的强度和更好的塑性。强度最高的工艺为预变形40%和热变形40%后进行T6时效,此时合金抗拉强度为630.3MPa,延伸率为11.5%。等温变形后施加冷变形工艺,合金的晶粒进一步细化,有明显的细晶强化现象,合金中的位错密度进一步增大,促进合金的流变应力增大,进而增加合金的强度,晶内沉淀相数量进一步增加,其中T6时效后晶内沉淀相均为球块状η’相,RRA时效后晶内沉淀相分为球块状的η’相和部分棒状的η相;沉淀相数量和体积分数的增加有助于合金强度的增加。晶界处析出相尺寸和晶界无沉淀析出带宽度进一步减小,造成合金强度升高,塑性有所降低。在预变形量、热变形量和冷变形量分别为40%、35%和5%时进行T6时效,合金强抗拉强度达到最大值,此时合金抗拉强度为876.3MPa,延伸率为2.8%。等温变形后施加强化固溶处理,相对等温形变热处理后的合金晶粒尺寸明显减小,基体中位错密度升高,并以网状分布,且形成细小的微米级亚晶阻碍合金形变,合金晶内产生大量沉淀相。不同时效处理后,晶内均含有球块状η’相和棒状η相,但RRA时效时,η相占比较T6时效时减少,晶界处析出相尺寸减小,晶界无沉淀析出带宽度减小,合金强度增加,塑性降低。在预变形量和热变形量均为40%时进行强化固溶和RRA时效,此时合金强度和塑性均达到最佳,抗拉强度和延伸率分别为837.6MPa和4.5%。
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