采用慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)（SSRT）和透射電鏡（TEM）測(cè)試分析方法研究了熱矯正次數(shù)對(duì)7N01-T5鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性的影響。結(jié)果表明:隨著熱矯正次數(shù)的增加,7N01-T5鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性增加。原因主要在于晶界析出相的轉(zhuǎn)變以及溶質(zhì)元素Zn和Mg從基體向晶界的不斷擴(kuò)散。基于非平衡偏聚理論可知,三次熱矯正的等效恒溫時(shí)間小于臨界時(shí)間t_c。因此,隨著熱矯正次數(shù)的增加,晶界處Zn和Mg元素含量逐漸增加,增大了晶界與基體間的腐蝕電位差,使7N01-T5鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性增加。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2020,30(05)北大核心

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熱矯正模擬熱循環(huán)曲線(xiàn)Fig.1Thermalcyclecurvetosimulateheatstraightening

action,%)ZnMgMnCrZr4.481.550.290.230.18FeCuTiSiAl0.130.110.050.05Bal.圖1熱矯正模擬熱循環(huán)曲線(xiàn)Fig.1Thermalcyclecurvetosimulateheatstraightening表27N01-T5鋁合金熱矯正工藝參數(shù)Table2Heatstraighteningparameterof7N01-T5alloysamplesSamplesNo.Temperature/℃HeattreatmenttimesTime/sBMWQ13501120WQ23502120WQ33503120慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)(Slowstrainratetest,SSRT)參照HB7235—95標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[13]。利用西安力創(chuàng)WDML5型SSRT試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，試樣尺寸如圖2所示。試驗(yàn)介質(zhì)分別為空氣和3.5%NaCl+10mL/LH2O2，實(shí)驗(yàn)溫度為室溫。SSRT試樣安裝完成后，加載一定的載荷以便消除夾具間隙，應(yīng)變速率為6×106s1。由標(biāo)準(zhǔn)HB7235—95可知，利用ISSRT指數(shù)比單項(xiàng)力學(xué)性能指數(shù)能夠更好地評(píng)價(jià)應(yīng)力腐蝕敏感性[13]。ISSRT指數(shù)的計(jì)算公式如下：SSRT(1)1(1)fffAfAI(1)式中：f和f分別為試樣在3.5%NaCl+10mL/LH2O2溶液中的拉伸強(qiáng)度(MPa)和伸長(zhǎng)率(%)；fA和fA分別為試樣在空氣中的拉伸強(qiáng)度(MPa)和伸長(zhǎng)率(%)。圖2慢應(yīng)變速率拉伸實(shí)驗(yàn)試樣尺寸Fig.2Dimensionsofslowstrainratetest(SSRT)samples(Unit:mm)透射電鏡(TEM)主要用于分析7N01鋁合金析出相在晶粒內(nèi)、晶界附近的分布狀況，并借助能譜儀(EDS)對(duì)晶界析出相、晶內(nèi)析出相及無(wú)沉淀析出帶的化學(xué)成分進(jìn)行分析，探針直徑為3nm左右。TEM樣品經(jīng)機(jī)械減薄至30m左右后，制備成直徑為3mm的圓盤(pán)狀樣品，經(jīng)離子減薄后進(jìn)行觀(guān)察。在TecnaiG220S-Twin型透射電鏡上進(jìn)行樣

?020年5月1012圖3不同熱矯正次數(shù)下7N01-T5鋁合金晶界析出相形貌Fig.3Morphologiesofgrainboundaryprecipitationsof7N01-T5aluminumalloywithdifferentheatstraighteningnumbers:(a)BM;(b)WQ1;(c)WQ2;(d)WQ3;(e)GPzone;(f)Highermagnificationof(e)試樣WQ1、WQ2和WQ3，經(jīng)受的熱循環(huán)過(guò)程分別是：1)一次熱矯正(包括升溫過(guò)程和淬火過(guò)程)+自然時(shí)效；2)兩次熱矯正+自然時(shí)效；3)三次熱矯正+自然時(shí)效。相應(yīng)的主要析出相分別為η′+GP區(qū)、少量η′+GP區(qū)、GP區(qū)，如圖3所示。NICOLAS等[14]研究表明，在非等溫?zé)崽幚磉^(guò)程中，析出相溶解臨界半徑可由式(2)求出：*ateq2ln(/)vRkTXX(2)式中：γ為界面能；vat為析出相的原子體積；T為熱力學(xué)溫度；X為溶質(zhì)分?jǐn)?shù)；Xeq是平衡溶質(zhì)分?jǐn)?shù)。當(dāng)溫度恒定時(shí)，由于析出相溶解，溶質(zhì)元素回溶到基體中，導(dǎo)致回溶析出相的臨界半徑降低。因此，原來(lái)不穩(wěn)定的析出相由于臨界半徑降低而變得穩(wěn)定[14]。當(dāng)溶質(zhì)元素含量恒定時(shí)，析出相回溶臨界半徑隨著溫度的升高而增加[14]。然而，由于熱矯正過(guò)程中，升溫速率很快，臨界半徑往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于析出相的平均半徑。因此，隨著熱矯正次數(shù)的增加，η′相的密度不斷降低，并在隨后的自然時(shí)效過(guò)程中形成GP區(qū)，如圖3(e)和(f)所示。2.2應(yīng)力腐蝕敏感性不同熱矯正次數(shù)試樣的慢應(yīng)變速率拉伸曲線(xiàn)如圖4所示，具體的拉伸數(shù)據(jù)及應(yīng)力腐蝕敏感系數(shù)ISSRT詳見(jiàn)表3。由表3可知，經(jīng)歷不同熱矯正次數(shù)后，7N01-T5鋁合金在空氣中的抗拉強(qiáng)度較母材有所增加。隨著熱矯正次數(shù)的增加，7N01-T5鋁合金應(yīng)力腐蝕敏感性?


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