热处理对7075铝合金组织和性能的影响
7075时效对组织与性能的影响
研究报告时效处理对7075铝合金组织和性能的影响兴发创新股份有限公司广东工业大学2003年6月8日摘要本文研究了热处理方法对7075铝合金的组织和性能的影响，主要是讨论不同的时效工艺的影响。
经过测量120℃单级时效制度下不同的时效时间的试样的硬度、屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率，得知7075铝合金120℃单级时效时保温24小时可得最好的强度和塑性的组合。
通过双级时效的正交实验得知7075铝合金的双级时效处理时预时效的温度为140℃，保温4小时，二级时效的温度为140℃～160℃，保温10小时，这种处理工艺可获得综合性能较好的制品。
关键词：7075 热处理双级时效目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第一章文献综述第一节超硬铝合金的简介 (5)1. 1. 1 铝合金的应用与发展 (5)1. 1. 2 超硬铝合金化 (5)1. 1. 3 超硬铝的组织 (6)1.1.4.超硬铝的一般特性 (7)1.1.5.超硬铝的热处理方法 (7)1.1.6.超硬铝的品种和用途 (7)1.1.7.超硬铝的应用前景和可能的障碍 (8)第二节 7075铝合金简介……………………………………………1. 2. 1 7075简介 (9)1. 2. 2 7075的各种性能 (9)1.2.3 7075的研究现状和发展趋势 (10)第三节本课题研究的主要内容、目的及意义 (11)第二章实验原理与过程第一节实验原理 (12)第二节实验过程…………………………………………….2. 2. 1 实验方案 (14)2.2.2 实验步骤…………………………………………2.2.2.1 基本工艺流程 (17)2.2.2.2 准备试样 (17)2.2.2.3 热处理 (18)2.2.2.4 硬度测试 (19)2.2.2.5 显微组织观察 (20)2.2.2.6 拉伸试验 (21)第三章实验结果及分析第一节硬度值及其分析 (21)第二节显微组织分析 (24)第三节拉伸实验结果分析 (26)结论 (30)参考文献 (31)第一章文献综述第一节超硬铝合金简介1.1.1 铝合金的应用与发展在有色金属中，铝及铝合金是应用最广泛的一类金属结构材料，起产量仅次与钢铁，而按地壳中的蕴藏量则占首位。
时效处理对7075铝合金组织和性能的影响
Influence of aging treatment on microstructure and properties of 7075 aluminum
XIAO Fu-lai1，HUO Yan2
（１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｎａｎｓｈａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｙａｎｔａｉ ２６５７００， Ｓｈａｎｄｏｎｇ； ２． Ｈａｎｇｘｉｎ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｙａｎｔａｉ ２６５７００， Ｓｈａｎｄｏｎｇ）
Abstract: Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｏｎｅ ｓｔｅｐ ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｗｏ ｓｔｅｐ ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ７０７５ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗａｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ， ｔｈｅ ｍｉｃｒｏ－ｈａｒｄｎｅｓｓ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｂｙ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｗｏｒｋｓｔａｔｉｏｎＴｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｆｔｅｒ ａｇｉｎｇ ａｔ １２０℃ ｆｏｒ ２４ｈ，ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｈａｒｄｎｅｓｓ ｒｅａｃｈｅｓ １９６ＨＶ． Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｓｔｅｐ ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ １６０ ℃ ， ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｖａｌｕｅ ｂａｓｉｃａｌｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｔｉｍｅ． Ａｆｔｅｒ ｐｒｉｍａｒｙ ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ， ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄ ｐｈａｓｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ａｇｉｎｇ ｈａｒｄｅｎｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ． Ａｆｔｅｒ ｔｗｏ ｓｔｅｐ ａｇｉｎｇ ａｔ ｈｉｇｈｅｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ， ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｒｏｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｌｄｉｎｇ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ｗｉｌｌ ｇａｔｈｅｒ， ｃｏａｒｓｅｎ ａｎｄ ｇｒｏｗ ｕｐ ｗｈｉｃｈ ｒｅｄｕｃｉｎｇ ｔｈｅ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｇｉｎｇ ｔｉｍｅ， ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｉｎｃｒｅａｓｅｓ ａｔ ｆｉｒｓｔ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｄｅｃｒｅａｓｅｓ． Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｉｓ ｔｈｅ ｓｍａｌｌｅｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｓ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ａｇｉｎｇ ｔｉｍｅ ｉｓ １６ｈ ａｎｄ ２４ｈ． Keywords: ａｌｕｍｉｎｕｍ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ｈａｒｄｎｅｓｓ；ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
固溶温度和保温时间对7075合金板材力学性能的影响
固溶温度和保温时间对7075合金板材力学性能的影响摘要：7075合金属于沉淀硬化型铝合金，属于超高强变形铝合金[1]。
因具有密度小、比强度高、韧性好、易于成型和加工以及成本较低等一系列优点，广泛应用于航空航天、汽车结构件和其他要求轻量化、高强度和良好的耐蚀性等高应力结构部件[2]。
本文通过显微组织、扫描电镜及能谱分析和室温拉伸等方法，研究不同的固溶温度和保温时间对7075合金力学性能的影响。
关键词：超高强铝合金；显微组织；析出相；强度固溶处理是一种重要的铝合金的热处理方式，对铝合金的综合性能有显著的影响，而固溶处理温度和保温时间是影响铝合金固溶处理的主要因素，固溶使得合金中的第二相和非平衡共晶相溶解，经过人工时效后，金属基体中析出于大量弥散强化相，使得合金得到强化[3]。
林高用[4]等对7075合金进行强化处理，发现提高固溶温度有利于合金中的第二相和非平衡共晶相的固溶。
目前主要研究主要集中在不同的固溶温度对7075合金强度的影响，对固溶温度和保温时间两因素共同影响的研究较少。
本论文研究固溶温度和保温时间两个因素共同作用下，对7075板材力学性能的影响，找到7075合金的最佳热处理制度，为工厂生产提供参考。
1、试验方法试验选用的母材为1.9mm冷轧7075合金板材，板材的化学成分如表1所示（均为质量百分比）。
采用空气循环炉对合金进行加热，采用巡检仪对金属板材进行测温，固溶温度分别选取475℃、480℃、485℃和490℃，板材到温后开始计时，达到保温时间后从固溶炉取出水淬，水温为25℃，淬火转移时间不超过5S。
板材保温时间分别为0min、5min和10min，然后放入时效炉进行时效，时效制度为120℃×24h。
检测时效后板材的力学性能，力学性能的检测标准为ASTMB557M，并观察板材不同取向位置的显微组织。
表1 本实验采用7075合金的化学成分2、试验结果与分析不同固溶温度和保温时间对7075-T6板材力学性能如图1所示。
热处理对7075铝合金板材的性能影响
热处理对 7075铝合金板材的性能影响摘要：7075铝合金材料热处理后经常出现导电不合格的现象，电导率分析常被用来研究析出相在固溶和时效处理的析出过程。
本文主要以7075铝合金为研究对象，通过对固溶处理时间、淬火转移时间、改变时效时间等实验方法，其固溶处理时间及淬火转移时间延长不能提高材料的导电率，增加二级时效的时间使晶粒长大导电率增高硬度降低。
关键词：热处理、7075铝合金、导电性能7075 铝合金具有高强度和低密度,较优的抗应力腐蚀性能和抗剥落腐蚀等性能。
通过一系列的热处理使得在合金内部产生细小、弥散的析出相进行强化，也就是常说的析出强化或时效强化。
有研究表明，在后期的固溶处理过程中通过控制合金中的晶粒尺寸、再结晶和再结晶体积分数能够为可热处理铝合金提供额外的强化效果，而且韧性也有所提高。
1.概述737MAX垂尾有10项钣弯加强件，此类零件的加工流程为：固溶处理-冲压下陷-人工时效-渗透-导电硬度，受制于材料、设备、热处理工艺等多种因素的影响，零件在经人工时效后，进行电导率检查时，每批次都会出现电导率不合格的现象（实测值比验收值平均小0.5左右），目前只能通过补充时效的方式来消除，但有时补充完时效后会出现硬度不合格情况，严重影响生产进度。
1.材料信息该零件材料为7075-T73511-BAC1506-4407，AMS-QQ-200/11，其材料性能如表1。
表1 7000系列材料性能合金元素SiFeCu MnMg CrZnTi比例.4.51.2-2.0.32.1-2.9.19-0.285.1-6.1.21.问题说明热处理过程中影响因素较多，尤其是装框间隙不符合要求，这样会造成零件加热不充分，固溶处理保温时间不足，合金元素不能完全溶解、扩散，在随后的淬火过程中，不能形成合金元素均匀分布的固溶体，时效后，弥散的强化相的数量和尺寸达不到强化铝合金的要求，故而出现性能不合格[1]。
在可热处理铝合金的研究中，电导率分析常被用来研究析出相在固溶和时效处理的析出过程[2]。
7075铝合金材料知识
7075铝合金材料知识
7075铝合金是一种常用的高强度铝合金材料，下面我将从多个角度来介绍它的
相关知识。
1. 成分：7075铝合金主要由铝（Al），锌（Zn），铜（Cu），镁（Mg）和其他少量元素组成。
其中，铜和锌是主要合金元素，镁是增强元素。
2. 特性：7075铝合金具有优异的强度、硬度和耐腐蚀性能。
它的屈服强度高达500MPa以上，抗拉强度可达570MPa以上，属于超高强度铝合金。
此外，
7075铝合金还具有良好的切削加工性能和焊接性能。
3. 应用领域：由于其出色的强度和刚性，7075铝合金广泛应用于航空航天、汽车、自行车、运动器材、船舶等领域。
例如，飞机结构件、车身零部件、自行
车车架等都可以采用7075铝合金制造。
4. 加工工艺：7075铝合金具有较高的硬度，加工难度相对较大。
常用的加工工
艺包括热处理、冷加工、锻造、铸造等。
热处理可以提高合金的强度和硬度，
冷加工可以进一步增强其强度。
5. 注意事项：由于7075铝合金中含有较高的铜和锌元素，其耐腐蚀性相对较差。
在使用过程中，需要注意避免与湿气、盐水等腐蚀性介质接触，以防止氧
化和腐蚀。
总结：7075铝合金是一种高强度、耐腐蚀的铝合金材料，具有广泛的应用领域。
它的成分、特性、应用、加工工艺和注意事项都需要在实际应用中综合考虑，
以确保其性能和使用寿命。
7075铝合金的相关热处理以及表面处理
对7075铝合金深冷处理的影响K.E. Lulay, K. Khan, and D. Chaaya（发表于2002年4月8日，再经修订于2002年4月22日）众所知之，通过改变室温特性的科学，可以使得金属暴露在极端温度已经有了很广泛的研究。
虽然这项工作对高温热处理的影响已经进行了一些研究，但是在低温下（接近-196 ℃的性能研究也有许多进展。
在20世纪30年代到40年代，改变低温特性的方法首先出现，它能改善钢的切削性能。
[1]几十年来，许多工作进行了测控和解释对钢低温性能改变的效果。
[2,3]。
对一些有色金属合金也进行了研究。
通过气体金属联接管电弧焊接进行了铜合金的深冷处理，对磨损性能的影响进行了研究，[4]但并没有变化。
在本次研究中低温处理的效果，通过室温下对7075 - T651铝合金的强度、硬度进行了研究。
这是一个沉淀硬化材料，它具有高强度和耐腐蚀性而被应用。
试验样品已经处理，并再通过深冷低温处理，处理的试样放置于商业低温冷冻（-196℃）的温度进行了测试。
并且进行了两种不同长度的时间的测定，分别是2小时和48小时。
用2小时处理以确定是否有任何与时间无关的效果。
用48小时的处理以进行评价浸水效果。
深冷处理后没有再进行其它处理。
一系列的试样测试也将作为条件来建立一个标准。
所有的实验是都是在室温下进行的。
拉伸试验按照ASTM E8标准进行。
从这个实验中，对比例极限、屈服强度（0.2％残余应力）、极限拉伸强度、伸长率都进行了测定。
对硬度测试和夏比冲击试验也进行了测定。
如表1，48小时的低温处理效果对基本力学性能的影响是非常小的，一般大约只有1％的差异[5]。
最大的百分比变化是在观察夏比冲击试验中，它接近12％的差异。
2小时深冷处理后对其力学性能几乎没有什么影响。
要确定所引起的实际误差结果是取决于材料还是观察到的误差由于正常的数据变化（而不是真实误差）,要通过统计t-实验来进行。
t –实验通过分析两组数据，以确定误差是测量的平均值是真实的还是一种偶然误差的结果。
热处理对7075铝合金组织和性能的影响
热处理对7075铝合金组织和性能的影响摘要：对7075铝合金进行了固溶和单级时效处理，研究了单级时效对铝合金组织和性能的影响，结果表明铝合金经单级时效后纤维组织消失，在晶界处生成第二相粒子。
铝合金显微硬度的峰值时效温度为120℃，时间为16h，硬度为220HV。
120℃/24h时效后合金的峰值强度为680.5MPa。
本研究中主要阐述热处理对7075铝合金组织和性能的影响。
关键词：热处理；7075铝合金；组织性能引言近些年来,铝合金的发展历程先后经历了由单一的追求高强度到追求高强耐腐蚀，再到追求高强高韧耐腐蚀性能，又到高强高韧耐腐蚀抗疲劳，最终到现在的追求高淬透性高综合性能五个发展阶段。
然后发展方向却集中在以满足高强高韧铝合金的航空航天领域以及适用于各种使用条件的民用铝合金领域。
当前对于铝合金强韧化以及耐蚀性的研究已经成为了重中之重，相信随着综合性能的提高，铝合金在国民经济发展中的运用将更加广泛。
1、7xxx系铝合金概述7xxx铝合金是以Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金为主的一种超高强度铝合金，它是超高系列铝合金的最主要代表，Fe和Si是7xxx铝合金的主要有害杂质。
较2xxx高强度铝合金在强度和硬度方面高出许多。
属于热处理可强化的合金。
该系铝合金具有强度高、密度小、易加工、焊接性能良好等优良特点，并且一般耐蚀性较好，因此在航空航天工业、车辆、建筑、桥梁、工兵装备及大型压力容器方面得到了广泛的应用。
现阶段7xxx铝合金的研究主要集中在通过调节合金化元素和优化热处理工艺来得到高强高韧耐腐蚀的综合性能[1]。
这也是本文的研究方向的出发点。
该系代表合金如7005、7050、7075等。
2、试验材料与方法试验材料为7075铝合金，将铝合金(尺寸为20mmX20mmX160mm)在盐浴中进行固溶处理，处理工艺为480℃/2h铝合金固溶处理后在试验箱中进行单级时效处理，时效温度分别为100,120,150℃，时效时间为0-48h。
7075铝合金不同热处理状态下的性能研究
13I ndustry development行业发展7075铝合金不同热处理状态下的性能研究张 琼（中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，黑龙江 哈尔滨 150066）摘 要：目的：探索7075铝合金不同热处理状态下的性能变化。
方法：使用7075铝合金作为实验材料，分别在进行固溶处理状态实验、分级淬火状态实验、双级时效状态实验。
对三种处理状态下的合金进行观察，研究7075铝合金性能变化。
结果：固溶处理状态下合金以470℃为峰值，性能随着温度上升先升后降；分级淬火状态下合金内部结构发生变化，性能影响不大；双级时效状态下，合金性能最佳处理参数为(110±6) ℃×（3-4）h+(180±6) ℃×（13-14）h，既保持较高的力学性能，又加强了耐腐蚀性。
结论：三种不同状态下，合金的性能改变不同，其中双级时效状态性能改变最大，想要7075铝合金通过热处理发挥最佳性能，最好三者有机结合。
关键词：7075铝合金；热处理；应力腐蚀；性能中图分类号：TG166.3 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2020）24-0013-2 收稿日期：2020-12作者简介： 张琼，男，生于1980年，汉，黑龙江省五常市，本科，研究方向：渗碳热处理工艺研究。
随着铝合金在经济发展中应用更加广泛，其综合性能的提升也越发重要[1]。
7075铝合金最初开发是为了宇航器具，该材料质量轻、强度高[2]。
随后，7075铝合金被应用于其他方面，例如：能源、化工等等[3]。
和传统的材料不同，7075铝合金可以通过热处理，将其性能更好地发挥出来[4]。
作为A1-Zn-Mg-Cu 系合金，7075铝合金具有高强、高韧的优势。
但同样，也存在一些问题导致了综合性能不佳[5]。
最严重的问题就是，对应力腐蚀过于敏感，这种缺陷带来的影响是致命的，应力腐蚀可以降低金属结构强度，最终导致失效，使得这种合金无法广泛应用[6]。
7075铝合金热处理工艺
7075铝合金热处理工艺7075铝合金热处理工艺导语：7075铝合金是一种常用的高强度铝合金，其广泛应用于航空航天、汽车、自行车等领域。
然而，7075铝合金的机械性能很大程度上取决于热处理工艺的选择和控制。
在本文中，我们将深入探讨7075铝合金的热处理工艺，以及热处理过程中的影响因素和优化方法，帮助您更好地理解该铝合金的性能提升和应用。
一、7075铝合金热处理工艺概述7075铝合金是一种具有良好耐腐蚀性、高强度和耐磨损特性的铝合金，在各个领域都有广泛的应用。
热处理是改善7075铝合金力学性能的一种重要方法。
根据具体的应用要求，7075铝合金可以进行固溶处理和时效处理。
1. 固溶处理固溶处理是指将7075铝合金加热至高温区（480-510℃），使其固溶体中的溶质完全溶解，然后迅速冷却以保持溶质在溶体中的固溶度。
这一过程旨在消除合金中的固溶体间化合物、减少析出相的尺寸，从而提高合金的塑性和可加工性。
2. 时效处理时效处理是指在固溶处理后，将7075铝合金加热至相应的时效温度（120-160℃），保持一定的时间后迅速冷却。
时效处理可以促进合金中产生硬化相，如MgZn2等，提高硬度和强度，同时保持一定的可塑性。
二、7075铝合金热处理影响因素7075铝合金的热处理工艺对其性能具有重要影响。
以下是几个主要的影响因素：1. 固溶处理温度固溶处理温度会影响铝合金中溶质的溶解度和固溶体的原子排列。
高温会增加合金的塑性和可加工性，但过高的温度可能导致过度溶解和晶粒长大。
2. 固溶处理时间固溶处理时间影响溶质在固溶体中的均匀分布程度。
适当的固溶处理时间可以完全溶解溶质，并使其均匀分布在固溶体中。
3. 时效处理温度和时间时效处理温度和时间对于硬度和强度的提高至关重要。
较高的时效处理温度和较长的时效时间可以促进硬化相的析出和晶体尺寸的增长。
4. 快速冷却快速冷却是保证7075铝合金热处理效果的关键。
快速冷却可以防止固溶体溶质再次析出，从而保持合金的塑性。
热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响
热处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响聂祯一;艾云龙;何文;陈卫华;王家宣【期刊名称】《南昌航空大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(030)004【摘要】在7075铝合金的原有成分基础上减少了合金中的Mg含量,提高了Zn/Mg元素比例,并对成分改动后的Al-Zn-Mg-Cu合金进行了不同时间的固溶以及单级时效,以探讨热处理工艺对其显微组织和力学性能的影响.结果表明:固溶工艺为470℃×2h时,大部分的粗大第二相溶入到基体中,与此同时,合金的强度和塑性均达到较好的水平,抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为571.71、415.00 MPa和16.16％.当时效温度为120℃时间为12 ～28 h时,随着时效时间的延长,合金的强度先升高后降低,塑性呈逐渐下降的后略微升高的趋势.时效强度峰值为24h时,合金的抗拉强度、屈服强度分别为637.65、579.65 MPa.【总页数】6页(P32-37)【作者】聂祯一;艾云龙;何文;陈卫华;王家宣【作者单位】南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌 330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌 330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌 330063;南昌航空大学材料科学与工程学院,南昌 330063;江西雄鹰铝业技术中心,江西安义330500【正文语种】中文【中图分类】TG166.3【相关文献】1.轧制变形量对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与力学性能以及腐蚀性能的影响 [J], 任伟才;彭国胜;陈康华;陈送义;刘显东2.热处理工艺对Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金组织和性能的影响 [J], 麻文浩;钱雪明;杨瑞迟3.最终形变热处理对Al-Zn-Mg-Cu铝合金组织和性能的影响 [J], 陈康华;杨振;焦慧彬;陈送义;陈善达4.电磁场频率对半连续铸造Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响 [J], 王睿; 张浩宇; 王顺成; 吴锡坤5.强化固溶对紧固件用Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响 [J], 黄青梅;程全士;叶凌英;唐建国;刘胜胆因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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热处理对7075铝合金组织和性能的影响
摘要：对7075铝合金进行了固溶和单级时效处理，研究了单级时效对铝合金组织和性能的影响，结果表明铝合金经单级时效后纤维组织消失，在晶界处生成第二相粒子。
铝合金显微硬度的峰值时效温度为120℃，时间为16h，硬度为220HV。
120℃/24h时效后合金的峰值强度为680.5MPa。
本研究中主要阐述热处理对7075铝合金组织和性能的影响。
关键词：热处理；7075铝合金；组织性能
引言
近些年来,铝合金的发展历程先后经历了由单一的追求高强度到追求高强耐腐蚀，再到追求高强高韧耐腐蚀性能，又到高强高韧耐腐蚀抗疲劳，最终到现在的追求高淬透性高综合性能五个发展阶段。
然后发展方向却集中在以满足高强高韧铝合金的航空航天领域以及适用于各种使用条件的民用铝合金领域。
当前对于铝合金强韧化以及耐蚀性的研究已经成为了重中之重，相信随着综合性能的提高，铝合金在国民经济发展中的运用将更加广泛。
1、7xxx系铝合金概述
7xxx铝合金是以Al-Zn-Mg和Al-Zn-Mg-Cu合金为主的一种超高强度铝合金，它是超高系列铝合金的最主要代表，Fe和Si是7xxx铝合金的主要有害杂质。
较2xxx高强度铝合金在强度和硬度方面高出许多。
属于热处理可强化的合金。
该系铝合金具有强度高、密度小、易加工、焊接性能良好等优良特点，并且一般耐蚀性较好，因此在航空航天工业、车辆、建筑、桥梁、工兵装备及大型压力容器方面得到了广泛的应用。
现阶段7xxx铝合金的研究主要集中在通过调节合金化元素和优化热处理工艺来得到高强高韧耐腐蚀的综合性能[1]。
这也是本文的研究方向的出发点。
该系代表合金如7005、7050、7075等。
2、试验材料与方法
试验材料为7075铝合金，将铝合金(尺寸为20mmX20mmX160mm)在盐浴中进行固溶处理，处理工艺为480℃/2h铝合金固溶处理后在试验箱中进行单级时效处理，时效温度分别为100,120,150℃，时效时间为0-48h。
将试样按国标GB/T228-2010用线切割加工成拉伸试样，用酒精超声清洗去除表面油污，在MT810万能试验机上进行拉伸强度测试，取5个试样的平均值;采用
扫描电镜观察拉伸断口形貌;金相试样依次用400#,800#,1000#和1200#砂纸打磨平
整，用0.05um的A1
20
3
抛光液进行抛光处理，经5%的硝酸酒精溶液浸蚀，采用
POLYVAR.MET金相显微镜观察金相组织;采用MicroMet2104显微硬度计对试样进行显微硬度测试，每个Si含量试样取五个点进行测量取平均值[2]。
3、实验内容和方法
3.1初级样品的制备
本实验所用常规7075铝合金采用铸锭冶金法制备，将铝锭和镁块以及各中间合金切成合适的大小，并用砂纸打磨干净。
按照合金成分配出相应的质量，并将锌粒，镁块，以及铝铜合金用铝箔包住。
然后用锯床将铝锭，镁块以及各种中间合金锯成合适的大小，并分别配成所需的质量。
将电阻炉温度设置为750℃，温度稳定后加入提前200℃下预热的铝锭，待铝锭全部熔化后依次加入铝铬中间合金以及锌粒，温度回升以后再加入铝铜合金和镁块。
温度再次回升到720℃后用高纯氩气除气8min，最后待温度再次达到720℃时浇铸到200℃左右预热下的金属模具中。
3.2样品的后续加工
将铸造好的直径为90mm的合金锭经过470℃/24h均匀化后热挤压成直径45mm 的棒材。
然后经过线切割制备出符合如图1的拉伸实验样品和如图2所示的三点弯曲实验样品，其中跨度s为80mm，厚度w为20mm，宽度b为10mm，裂纹初始长度为a
约为5.6mm。
并且将棒材切割成大小合适的硬度样品。
图1拉伸试验样品
图2三点弯曲试验样品
3.3样品的主要性能检测和分析
本实验主要有7075铝合金的硬度、7075铝合金的抗拉强度和7075铝合金的延伸率三种力学指标，通过金相显微镜和扫描电镜观察合金的微观组织及析出相分布情况。
其中硬度在电子显微硬度计上测量，加载力为1Kg，加载时间为15s，在样品上均匀测出五个点，求平均值。
疲劳断裂及拉伸断裂性能都在MTS810试验机上面进行。
4、实验样品组织结构及性能分析
4.1RRA处理后7075铝合金组织结构变化
研究表明，合金的硬度与其内部强化析出相的变化有密切的关系。
析出强化理论认为，强化析出相与位错的交互作用的强弱决定硬度的高低。
经过RRA时效处理后，合金晶体内部析出相的分布类似于T6峰值时效，并且相似程度越大，合金的硬度越接近。
经过RRA时效处理后，得到最好的回归工艺为120℃/16h+190℃/lOmin+120℃/16h，此时合金的硬度为182.SHV，与T6时效的硬度相当，可以猜测到此时晶体内部的强化相数目较多，和峰值时效时候的状态非常接近。
如下图3所示，为T6峰值时效和RRA处理后的SEM微观组织图片，由图片可知，通过RRA处理后晶体内部的析出相的数目众多，几乎和T6时效图片中析出相的数目不分伯仲，并且析出相更加细小，析出相也更加均匀，协调性更好，这一点也与理论相符[3]。
图3常规7075铝合金SEM微观组织
另外，在RRA处理的高温回归阶段，由于回归温度高，导致第一阶段析出的强化相会出现回溶现象，如图4所示，可能是高温回归时所遗留的没有完全回溶的析出相。
图4高温回归阶段没有完全回溶时的析出相
4.2实验结果
(1)常规7075铝合金峰值时效后的裂纹萌生寿命为97193，强度比为1.23,硬度为181.6HV，抗拉强度为549MPa，延伸率为6.4%。
经过RRA处理后，最终得到硬度最好时的回归制度为120℃/16h+190℃/1Omin+120℃/16h，此时硬度达到182.5HV，比T6峰值时效硬度略有提高。
（2）通过三组双级时效处理后，可以得到综合性能最好的双级时效制度为120℃/24h+160℃/3Oh。
此时合金的抗拉强度532MPa，比峰值时效降低了3%,而延伸率达到9.1，比峰值时效升高了41.2%。
（3）通过在最好的双级时效之间引入一个短时高温回归后，得到综合性能最好时的时效制度为120℃/24h+200℃/5min+l60℃/3Oh。
此时抗拉强度为565MP,延伸率为9.6%，较不加回归状态的常规7075铝合金抗拉强度提高了6.2%，延伸率提高5.5%。
较常规7075铝合金T6峰值时效，抗拉强度提高了4.5%，延伸率提高了28.6%。
总体来看，通过在常规7075铝合金的双级时效之间引入一短时的高温回归，可以在提高常规7075铝合金强度的同时，大幅度的提高延伸率，这对提高常规7075铝合金的断裂韧性具有重要的意义。
5、结论
常规7075铝合金峰值时效后的裂纹萌生寿命为97193，强度比为1.23,硬度为181.6HV，抗拉强度为549MPa，延伸率为6.4%。
常规7075铝合金经过RRA处理后，得到硬度最好时的回归工艺为120℃/16h+190℃/1Omin+120℃/16h,此时硬度达到182.46HV，比T6峰值时效略有提高。
通过三组双级时效处理后，可以得到综合性能最好的双级时效制度为120℃ /24h+160℃ /3Oh。
总体来看，通过在常规7075铝合金的双级时效之间引入一短时间的高温回归，可以在提高常规7075铝合金强度
的同时，大幅度的提高延伸率，这对提高常规7075断裂韧性具有很重要的意义。
参考文献
[1]刘大海;谢永鑫;黎俊初.工艺参数对7075铝合金板材时效成形性的影响[J].材料科学与工艺.2015(03):47.
[2]贾树建;宋波;宋高阳;杨玉厚;黄传根.超重力对Al-6%Cu合金凝固组织的影响[J].过程工程学报.2014(05):101.
[3]熊京远;宋仁国;杨京;何源.7×××系铝合金双级双峰时效工艺研究[J].轻合金加工技术.2010(11):78.。