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超高强铝合金因其具有比强度高、焊接性能好和加工性能优良的特点,成为航天航空等领域中最有发展前途的轻质结构材料之一。随着该系铝合金的发展,合金的Zn含量逐渐增加。这使得合金具备了更高的强度和一些其他的特殊性能,但是合金的应力腐蚀敏感性随之增加。为使合金能够在实际中得到更广泛的应用,需要解决合金的强度与抗应力腐蚀性能之间的矛盾。 论文以高锌超高强铝合金为研究对象,通过在合金成分中添加Er元素以及改变时效处理工艺得到三种合金。合金熔铸后经均匀化退火、热挤压和固溶时效处理。通过电导率法和慢应变速率拉伸两种方法,结合光学显微镜、扫描电镜、透射电镜等分析设备研究合金成分及热处理工艺对合金的组织和抗应力腐蚀性能的影响。 微观组织分析结果表明,Er的添加能够改变合金的显微组织。在铸造过程中,Er的加入可以抑制非平衡共晶组织的形成,但同时提高了非平衡共晶组织的稳定性。均匀化处理后,含Er的合金中残留的T相反而较多。经过挤压处理后,合金中较大的T相被压碎并沿挤压方向线性排列。最终经过时效处理后,合金中的第二相颗粒弥散分布在基体中。含Er的合金中第二相数量较不含Er的合金更多。 慢应变速率拉伸实验表明,三种合金均不同程度的存在应力腐蚀敏感现象。添加Er能够提高合金的抗应力腐蚀性能,合金的强度也有所提高,但合金的塑性下降。相比T74处理,RRA处理降低了合金的抗应力腐蚀性能,但是合金的强度有大幅提高。经过RRA处理的合金虽然在三种合金中具有较高的应力腐蚀敏感性,但是其在腐蚀介质下的剩余强度明显高于其他两种合金。合金的抗应力腐蚀性能与合金中的粗大的第二相及晶界析出相的形貌有关。Er的加入能够增加合金晶界析出相的间距,但同时增加了合金中粗大的第二相的数量,因此Er的加入对合金应力腐蚀性能的提高不是非常明显。对于相同的合金成分,通过RRA处理的合金的晶界析出相数量较多,间距较小,合金的抗应力腐蚀性能降低。电导率测试结果表明,T74处理的合金达到了工业生产中对合金电导率的要求,具备优良的抗应力腐蚀性能。 通过合金的断口形貌分析,可以确定合金的应力腐蚀属于阳极溶解型应力腐蚀。合金在腐蚀介质中的应力腐蚀开裂为沿晶开裂。合金在腐蚀介质中与在惰性介质中的断口形貌有很大不同,也表明合金具有应力腐蚀敏感性。