【摘 要】
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Al-Zn-Mg-Cu合金作为超高强铝合金,具有高的比强度和硬度、较高的韧性和较好的耐腐蚀性能及优良的加工性能,是我国航空、航天以及地面运载工具极为关键的一类轻质高强结构材料。目前,国内外现行用于制备Al-Zn-Mg-Cu合金铸锭的方法主要是传统的DC铸造技术,由于合金含量高,使得这类特大规格铸锭成型难度大,容易出现宏观偏析和铸造裂纹等缺陷,成品率低。本课题依托“铝合金平面凝固技术研究”教育部优先
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Al-Zn-Mg-Cu合金作为超高强铝合金,具有高的比强度和硬度、较高的韧性和较好的耐腐蚀性能及优良的加工性能,是我国航空、航天以及地面运载工具极为关键的一类轻质高强结构材料。目前,国内外现行用于制备Al-Zn-Mg-Cu合金铸锭的方法主要是传统的DC铸造技术,由于合金含量高,使得这类特大规格铸锭成型难度大,容易出现宏观偏析和铸造裂纹等缺陷,成品率低。本课题依托“铝合金平面凝固技术研究”教育部优先发展领域项目,改进并优化平面凝固铸造设备,并在先导实验的基础上,实现了纯铝/7050铝合金平面凝固复合铸造,并明显减少了铸造过程中7050铝合金的宏观偏析。本论文主要得出以下结论:（1）利用自行设计的平面凝固先导实验设备研究了 7050铝合金熔液浇铸速度以及7050铝合金熔液浇铸时纯铝表面温度（界面温度）对纯铝/7050铝合金复合铸锭复合界面的影响,当7050铝合金熔液浇铸速度为20mm/min（0.873kg/min）,纯铝表面温度为600℃时,界面平直,无裂纹、氧化膜、气孔等铸造缺陷,形成良好的冶金结合。（2）采用先导试验确定的试验参数进行大规格（600mm×600mm×180mm）复合铸锭的铸造,获得了良好的纯铝/7050复合界面;复合铸锭中7050铝合金各位置Zn、Mg、Cu三种溶质元素的含量均在平均值附近微幅波动,偏析率均小于4%,无明显宏观偏析及铸造裂纹存在,与DC铸造相比明显减少或消除了宏观偏析,达到了平面凝固溶质均匀化目标;7050铝合金凝固组织中α-Al均为等轴晶或等轴枝晶,晶粒大小为 291～325μm。（3）纯铝/7050铝合金复合铸锭中7050铝合金凝固组织中存在明显的偏析,晶粒边界和树枝状枝晶间隙处存在富Zn、Mg和Cu的低熔点非平衡相;经465℃×48h均匀化处理后,残留相比例由铸态的5.3%减少至1.03%,枝晶偏析得到明显改善。（4）纯铝/7050铝合金复合铸锭中7050铝合金轧制后合金抗拉强度为366.67MPa,延伸率为8.73%,硬度和电导率分别为115.7HV和41.8IACS%;试验范围内7050铝合金最佳固溶工艺为:经470℃下保温45min固溶后室温水淬;经95℃×2h+170℃×3h+120℃×24h回归时效处理后合金的抗拉强度达到585.92MPa,延伸率为9.66%,硬度和电导率分别为149.3HV和36.1 IACS%。
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