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Al-Zn-Mg-Cu合金具有高的比强度、良好的热加工性、优良的焊接性能、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性等优点,被广泛地应用于航空工业及民用工业等领域。本文以六种不同成分的新型高锌超高强铝合金为研究对象,重点研究Mg和Cu元素对合金的铸态,均匀态,挤压态及时效态组织和性能的影响。 研究表明,Mg元素和合金元素总量对铸态组织形态影响不大,Cu/Mg比值对合金铸态组织形态影响最大,(Zn+0.8Cu)/Mg比值对合金铸态组织形态的影响仅次于Cu/Mg比值。同一均匀化工艺条件下,各合金均匀态组织差别较大,随着(Zn+0.8Cu)/Mg比值的增大,合金最佳均匀化温度逐渐降低。 当合金元素总量超过13.22wt.%,(Zn+0.8Cu)/Mg比值低于4.7和Cu/Mg比值低于0.43时,合金挤压态中体积较大的T相数量较多。Mg元素可显著提高合金硬度,而Cu元素,(Zn+0.8Cu)/Mg比值和Cu/Mg比值的变化对合金硬度影响不大。 合金元素总量在12.32~13.32wt.%这一范围内,合金强度随着合金元素总量增加而提高,延伸率基本不变;合金元素总量在13.32~13.82wt.%范围内,合金强度随着合金元素总量增加而降低,延伸率先大幅降低后有小幅提高;(Zn+0.8Cu)/Mg比值为5.48和Cu/Mg比值为0.57时,合金强度达到峰值。 当合金断口组织低倍扫描图中横向有层状结构,层宽度较大,纵向出现了河流状花样且花样整齐时,合金的塑性较好。合金断口组织高倍扫描图中出现的韧窝越深且数量越多,合金的塑性越好。当合金拉伸断口处的T相较少时,合金的抗拉强度较高。 论文通过合金成分及热处理工艺优化得到了一种综合性能优越的新合金,其抗拉强度σb=738MPa,屈服强度σ0.2=693MPa,延伸率δ=12.4%。该合金采用传统熔铸方式,经过400℃/4h+467℃/30h均匀化退火、430℃热挤压、472℃/3h固溶处理、20℃水冷淬火和120℃/21h人工时效处理制得。