超高强铝合金Al-12.45Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21ZR-0.0553Sr的制备与组织性能调控初步研究

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超高强铝合金因自身密度小、比强度高以及优良的加工性能,已成为航空航天、武器装备等领域不可缺少的结构材料之一。研制出抗拉强度更高及抗腐蚀性能更优越的超高强铝合金已成为备受关注的研究课题。本文对成分为Al-12.45Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21Zr-0.0553Sr的超高强铝合金挤压材的组织与性能进行了研究,所开展的工作和取得的成果如下:  (1)研究了超高强铝合金Al-12.45 Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21Zr-0.0553 Sr挤压材在T652态下的组织与性能。研究发现,与T6态相比,T652态下,合金晶粒尺寸为从4.97μm长大到11.14μm,平均晶界角度降低到17.81°,低角度晶界比例从51.1%提高至66.2%;预变形处理是引入位错的有效方法,位错所引起的强化为58.695 MPa;合金的高低角度强化均降低;晶间腐蚀的最大深度降低至221.6μm,比T6态合金减少了近67μm;剥落腐蚀性能等级均为EC级。  (2)研究了超高强铝合金Al-12.45Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21Zr-0.0553 Sr挤压材在预回复+T652下的组织与性能。研究发现,与T652态相比,经预回复工艺后,合金抗拉强度从699.1 MPa提高至720.5 MPa,晶粒尺寸从11.14μm降到5.25μm,晶界平均角度从17.81°降到12.57°;显著提高低角度晶界百分比(由66.2%提高到76.4%);最大晶间腐蚀深度由221.6μm降为138.0μm;抗剥落腐蚀性能等级均为从EC提高至EB级。  (3)研究了超高强铝合金Al-12.45 Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21Zr-0.0553 Sr挤压材在预回复+T7652下的组织与性能。研究发现,与预回复+T652态相比, T76态下合金的抗拉强度为599.55 MPa,下降了99.55 MPa;延伸率高达8.7%,提高了107%。;晶间腐蚀深度最深为64.24μm,减少了73.76μm,剥落腐蚀等级从EB提高至PB级。  (4)研究了超高强铝合金Al-12.45Zn-3.56Mg-1.12Cu-0.21Zr-0.0553 Sr挤压材在固溶+T6下的淬透性能。研究发现,合金单向淬透深度为28mm,此时硬度值为203 HV,双向淬透深度则为56mm。  本文的研究首次发现预变形能提高超高强铝合金挤压材的抗拉强度,并有效改善晶间腐蚀性能;预回复退火能显著细化高强铝合金挤压材的晶粒尺寸,提高低角度晶界比例,对抑制再结晶改善合金性能效果明显。T7652处理能够显著提高超高强铝合金挤压材的抗晶间和抗剥落腐蚀性能。以期为超高强铝合金的成分设计优化和性能提升提供可靠的实验依据。
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