采用末端淬火試驗(yàn)、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡和差示掃描量熱法研究自然時(shí)效對(duì)Al-Zn-Mg-Cu合金淬火敏感性的影響。研究結(jié)果表明:隨自然時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),合金硬度不斷增加,淬火敏感性均先增加后降低;在自然時(shí)效4 320 h時(shí),淬火敏感性達(dá)到最大,冷卻速率減小導(dǎo)致硬度最大下降率達(dá)10.6%;當(dāng)自然時(shí)效時(shí)間超過(guò)11 520 h時(shí),淬火敏感性很低且不再變化;隨自然時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng),沉淀強(qiáng)化相的尺寸和含量均增加,且有利于慢速冷卻處形成數(shù)量更多、分布更均勻彌散的GP區(qū),硬度升高明顯,淬火敏感性很低。自然時(shí)效時(shí)間長(zhǎng)達(dá)17 280h;該合金的沉淀強(qiáng)化相為GP區(qū),未發(fā)現(xiàn)η′相。 

【文章來(lái)源】：中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015,46(06)北大核心EICSCD

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【部分圖文】：

不同自然時(shí)效時(shí)間的合金硬度及淬火敏感性Fig.1Hardnessandquenchsensitivityofsampleafternaturalagingfordifferenttime

舾行栽?大。在自然時(shí)效時(shí)間4320h以內(nèi)，試樣硬度隨自然時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)增加幅度較大，淬火敏感性隨自然時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，且不同冷卻速率間的硬度下降率也逐漸增大。在自然時(shí)效4320h時(shí)，試樣硬度下降率最大，分別為4.2%，7.2%，10.0%和10.6%。此后，試樣硬度隨自然時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)增加幅度較小，試樣的淬火敏感性隨自然時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而減小，不同冷卻速率間的硬度差也逐漸減小，當(dāng)自然時(shí)效時(shí)間超過(guò)11520h時(shí)，試樣硬度下降率隨自然時(shí)效時(shí)間延長(zhǎng)不在變化，不同冷卻速率處的淬火敏感性也基本不變。2.2顯微組織分析圖2所示為不同冷卻速率時(shí)樣品的掃描電鏡像。從圖2可見(jiàn)：當(dāng)冷卻速率為1250℃/min時(shí)，可觀察到許多粗大的白色富Fe和富Cu初生相，大都沿軋制方向呈鏈狀分布。冷卻速率為138℃/min時(shí)，樣品中除了粗大的白色初生相外，晶內(nèi)、晶界及亞晶界處均可觀察到很多白色的尺寸更小的η平衡相，如圖2(b)冷卻速率/(℃·min1)：(a)1250；(b)138圖2不同冷卻速率處樣品的SEM像Fig.2SEMimagesofsamplecooledatdifferentrates所示。在晶內(nèi)，這些η平衡相大多沿軋向呈帶狀分布。此外，亞晶界上析出的η相明顯要小于晶界的η相。圖3所示為不同冷卻速率時(shí)析出相的XRD譜。從圖3可以看出：隨冷卻速率的減小，MgZn2的含量增大，這說(shuō)明在冷卻速率越小的位置，平衡η相析出越多。這與前面的SEM及后面的TEM組織分析結(jié)果相吻合。冷卻速率/(℃·min1)：(a)1250；(b)630；(c)138圖3不同冷卻速率下的XRD譜Fig.3XRDpatternsofsamplecooledatdifferentcoolingrates圖4所示為不同冷卻速率處樣品淬火析出相的透射電鏡照片。冷卻速率為1250℃/min時(shí)，在較低倍數(shù)觀察發(fā)現(xiàn)在未再結(jié)晶區(qū)域有大量的亞晶粒，如圖4(a)所示。由于冷卻速率大，?

?治?圖2所示為不同冷卻速率時(shí)樣品的掃描電鏡像。從圖2可見(jiàn)：當(dāng)冷卻速率為1250℃/min時(shí)，可觀察到許多粗大的白色富Fe和富Cu初生相，大都沿軋制方向呈鏈狀分布。冷卻速率為138℃/min時(shí)，樣品中除了粗大的白色初生相外，晶內(nèi)、晶界及亞晶界處均可觀察到很多白色的尺寸更小的η平衡相，如圖2(b)冷卻速率/(℃·min1)：(a)1250；(b)138圖2不同冷卻速率處樣品的SEM像Fig.2SEMimagesofsamplecooledatdifferentrates所示。在晶內(nèi)，這些η平衡相大多沿軋向呈帶狀分布。此外，亞晶界上析出的η相明顯要小于晶界的η相。圖3所示為不同冷卻速率時(shí)析出相的XRD譜。從圖3可以看出：隨冷卻速率的減小，MgZn2的含量增大，這說(shuō)明在冷卻速率越小的位置，平衡η相析出越多。這與前面的SEM及后面的TEM組織分析結(jié)果相吻合。冷卻速率/(℃·min1)：(a)1250；(b)630；(c)138圖3不同冷卻速率下的XRD譜Fig.3XRDpatternsofsamplecooledatdifferentcoolingrates圖4所示為不同冷卻速率處樣品淬火析出相的透射電鏡照片。冷卻速率為1250℃/min時(shí)，在較低倍數(shù)觀察發(fā)現(xiàn)在未再結(jié)晶區(qū)域有大量的亞晶粒，如圖4(a)所示。由于冷卻速率大，淬火過(guò)程中η平衡相難以形核析出，溶質(zhì)原子都被保留在固溶體中，因此在晶內(nèi)及晶界上基本看不到粗大η平衡相的存在。當(dāng)冷卻速率為630℃/min時(shí)，在晶內(nèi)Al3Zr粒子及晶界處均有η平衡相析出，其尺寸分別約為150nm和140nm，如圖4(b)所示。由圖4(c)可知：冷卻速率低時(shí)在晶粒內(nèi)部可觀察到大量粗大的η平衡相，這些相多呈長(zhǎng)條狀，尺寸不均勻，最大的約1000nm。晶界無(wú)沉淀析出帶不明顯，晶界上有粗大分布不連續(xù)的η相，尺寸約200nm(圖4(d))。這說(shuō)明在慢速冷卻過(guò)程中隨著溫度的下降，合金元素在鋁基體中的固溶度降低?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]7055鋁合金的TTP曲線及其應(yīng)用[J]. 劉勝膽,張新明,游江海,黃振寶,張翀,張小艷.  中國(guó)有色金屬學(xué)報(bào). 2006(12)

博士論文
[1]Al-Zn-Mg-Cu鋁合金淬火析出行為及淬火敏感性研究[D]. 劉文軍.中南大學(xué) 2011
[2]AA 7055鋁合金的時(shí)效析出行為與力學(xué)性能[D]. 陳軍洲.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3420613