粗晶環(huán)是鋁合金擠壓型材內(nèi)常見的組織結(jié)構(gòu),降低了組織與性能的均勻性。本文設(shè)計了一系列階梯式熱處理工藝,利用不同溫度階段的回復(fù)作用消除變形過程累積的畸變能,控制固溶后超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金擠壓型材內(nèi)粗晶環(huán)的尺寸。結(jié)果表明:經(jīng)（250℃, 24 h）、（300℃, 24 h）、（350℃, 24 h）、（400℃, 24 h）熱處理后,粗晶環(huán)平均寬度降至未經(jīng)處理的1/10～1/7,同時沿厚度方向拉伸性能均勻性顯著提高。本研究為優(yōu)化超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金型材的組織與性能提供了可參考辦法。 

【文章來源】：中國有色金屬學(xué)報. 2020,30(09)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金擠壓型材平行擠壓方向微觀組織

根據(jù)文獻(xiàn)[7,21]可知，在溫度大于0.3Tm(Tm為熔點(diǎn))時鋁合金已經(jīng)開始發(fā)生回復(fù)，如純鋁材料的回復(fù)起始溫度為240℃[16]左右。此階段合金內(nèi)部的點(diǎn)缺陷(如空位)開始發(fā)生運(yùn)動，位錯也被激活，在內(nèi)應(yīng)力作用下開始滑移，部分異號位錯相遇后抵消，以及位錯擴(kuò)散到晶界后發(fā)生湮滅，位錯密度降低。隨著溫度升高，位錯運(yùn)動速度加快，回復(fù)作用效果更加顯著，越來越多的變形儲能被逐漸釋放，后續(xù)固溶過程中晶粒發(fā)生再結(jié)晶的動力越來越低，形成粗晶環(huán)的尺寸則越來越小。透射電鏡結(jié)果顯示，相較于擠壓態(tài)，經(jīng)工藝5回復(fù)熱處理后的鋁合金內(nèi)部的位錯密度大幅度降低，如圖7所示。在文獻(xiàn)[22]中，鄧運(yùn)來等通過透射電鏡觀察了200～490℃間7050鋁合金晶粒內(nèi)部的位錯密度變化，討論了不同熱處理溫度下組織變化，發(fā)現(xiàn)較高的熱處理溫度有助于降低晶內(nèi)位錯密度，支持了本文的結(jié)果。另外，溫度升高有利于合金內(nèi)析出相的溶解，減少對位錯的釘扎作用[17]，降低位錯運(yùn)動阻力，促進(jìn)變形儲能釋放。圖7 不同超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金型材邊緣區(qū)域微觀組織

圖6 不同熱處理工藝處理后超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu合金型材截面晶粒結(jié)構(gòu)經(jīng)工藝5熱處理后超高強(qiáng)Al-Zn-Mg-Cu的平行擠壓方向的微觀組織如圖8所示。同圖4(c)相似，邊緣粗晶環(huán)區(qū)域與芯部細(xì)小晶粒區(qū)域間存在一個過渡的區(qū)域，在這個區(qū)域內(nèi)晶粒包括條狀晶粒和等軸狀晶粒，在一定程度上保留著擠壓態(tài)的流線結(jié)構(gòu)，如圖8(a)、(b)所示。顯然等軸晶粒是擠壓態(tài)組織發(fā)生再結(jié)晶產(chǎn)生的[23-24]，不同于圖4(c)的結(jié)果，由于變形能大部分被消除，這部分晶粒沒有發(fā)生異常長大。而在芯部區(qū)域，則完整的保留了擠壓流線結(jié)構(gòu)，如圖8(c)所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]7A55鋁合金-RRA態(tài)厚板組織和性能及其不均勻性的多因素影響[J]. 馮迪,劉勝膽,韓念梅,陳洪美,曹文奎,韓仲杰.  中國有色金屬學(xué)報. 2019(06)
[2]高強(qiáng)7050鋁合金超低溫大變形加工與組織、性能調(diào)控[J]. 侯隴剛,劉明荔,王新東,莊林忠,張濟(jì)山.  金屬學(xué)報. 2017(09)
[3]預(yù)回復(fù)對Al-11.5Zn-3.5Mg-2.3Cu-0.24Zr擠壓材固溶-T652組織與性能的影響[J]. 許曉靜,蔣偉,鄧平安,張香麗,談成,孫良省,范亞洲.  稀有金屬材料與工程. 2017(03)
[4]兩階段軋制變形過程中高強(qiáng)鋁合金析出相與晶粒結(jié)構(gòu)演變及其對性能的影響[J]. 左錦榮,侯隴剛,史金濤,崔華,莊林忠,張濟(jì)山.  金屬學(xué)報. 2016(09)
[5]預(yù)回復(fù)對固溶-T652處理超高強(qiáng)鋁合金擠壓材組織與性能的影響[J]. 談成,許曉靜,蔣偉,孫良省,張香麗,范亞洲,趙建吉.  中國有色金屬學(xué)報. 2015(11)
[6]多向壓縮對7085鋁合金擠壓材組織和力學(xué)性能的影響[J]. 莫紀(jì)平,程曉農(nóng),鄧平安,許曉靜,吳瑤,蔣偉.  稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[7]化學(xué)成分對2024鋁合金擠壓圓棒粗晶環(huán)的影響[J]. 劉俊生,蔣秋妹,何克準(zhǔn),楊文,唐露華,周文標(biāo).  輕合金加工技術(shù). 2015(06)
[8]化學(xué)成分和均勻化處理對6061鋁合金棒材粗晶環(huán)的影響[J]. 陳丁文,李飛慶,李飛龍,黃相博.  輕合金加工技術(shù). 2014(02)
[9]控制2024鋁合金擠壓棒材粗晶環(huán)的工藝研究[J]. 王崗,劉堅,程仁寨,宋明浩.  輕合金加工技術(shù). 2013(04)
[10]應(yīng)變誘導(dǎo)析出對7050合金連續(xù)熱變形組織的影響[J]. 郎玉婧,崔華,蔡元華,張濟(jì)山.  中國有色金屬學(xué)報. 2012(10)



本文編號：3580494