新型超高强铝合金的淬透性研究

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低淬火敏感性的7000系铝合金是飞机用大型整体式结构件制造的关键材料,以7085、7081合金为代表的新一代航空用合金满足了厚度300mm以下厚板及锻件制造的需求,但是力学性能比起成熟牌号稍显不足,在板材厚度要求80mm以下的情况下不具明显优势,还不足以完全取代7050、7055等常用合金。  本文针对锌含量wt10%的新型超高强度合金的淬火敏感性进行评价,分析其微观组织与合金淬透性的关系,为发展超高强度低淬火敏感性铝合金提供理论依据和数据原型。实验合金:Al-10.0Zn-1.9Mg-1.7Cu-0.12Zr(合金1),Al-10.0Zn-1.9Mg-1.7Cu-0.12Zr-0.06Er(合金2)与Al-10.0Zn-1.6Mg-1.4Cu-0.12Zr合金(合金3),合金1为对照合金。  对实验合金分别进行末端淬火和分级淬火,经T6时效后测试硬度得到端淬曲线和TIP曲线,对合金淬透性进行综合评价。采用金相观察(OM)、透射电镜(TEM)等方法,对合金的微观组织在不同淬火条件下的演变规律进行研究,解释硬度性能变化的微观原因。  端淬实验中发现,随着离淬火端距离的增加,因冷却速率较慢,过饱和固溶体中的部分溶质原子会在淬火时,析出长大为平衡相,削弱了后续时效强化效果,导致合金的时效析出相形貌发生较明显的变化,硬度性能也出现下降。合金3相对于另外两种合金在淬透深度上有一定优势。此外通过对合金2和合金3的等温保温实验,得到最大硬度90%的TTP曲线,发现合金3有着更小敏感温度区间和更长的孕育时间,体现出较低的淬火敏感性。
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