论文部分内容阅读
Al-5.0Zn-1.5Mg合金是高速列车不可或缺的关键材料之一。目前,国产中强可焊7xxx铝合金板材已经应用于我国铁路动车组关键部件中,但是由于对其合金板材制造过程中的组织结构演变规律,尤其是各类热处理工艺对其显微组织结构及其板材最终性能的影响规律尚不清楚,造成国产的板材性能不稳定,并常出现综合性能不达标的现象。因此,本文针对国产Al-5.0Zn-1.5Mg合金半连续铸锭及其13mm厚热轧板,分别系统研究了均匀化处理对其铸锭及板材的显微组织,以及固溶处理、时效处理对其热轧板组织性能的影响规律,为最终确定其最佳均匀化及固溶处理制度奠定基础。研究结果表明: (1) Al-5.0Zn-1.5Mg合金扁半连续铸锭铸态组织中主要存在3种结晶相:即浅灰色条状或块状的含AlFeMn结晶相、少量亮灰色条状或椭球状T相(即Al2Mg3Zn3相)以及黑色细小圆球状且常附着在T相界面上的Mg2Si相;该铸锭的过烧温度约为479℃。 (2)铸锭经均匀化处理后,T相及Mg2Si相均溶入基体消失,而含AlFeMn的结晶相圆化呈颗粒状分布于基体中,同时基体中析出大量尺寸不超过0.5μm的弥散相粒子。 (3)均匀化处理前的预处理对合金铸锭中过剩结晶相影响不大,但会促进弥散相的析出并细化合金基体中弥散相粒子及其热轧板晶粒。 (4) Al-5.0Zn-1.5Mg合金热轧板在550℃以下加热不发生过烧。在470℃固溶处理时间从10min延长至180min对该合金板材的性能影响不大,而且固溶温度从410℃升高至470℃合金板材的强度仅略有升高。 (5)虽然Al-5.0Zn-1.5Mg合金自然时效的速度较慢,但其具有非常强的自然时效强化能力,经过470℃×40min固溶处理水淬,自然时效5个月后,其板材纵向σb达到483.7MPa,超过在120℃人工时效至T6状态下获得的强度σb值(461.4Pa)。但是自然时效条件下的合金板材抗剥落腐蚀性能较差。 (6) Al-5.0Zn-1.5Mg合金热轧板经300℃↗(40min)→470℃×40min固溶处理水淬,在120℃或140℃时效处理超过24h时,才能使合金板材电导率达到36.5(%IACS),剥落腐蚀程度小于EB级。此时120℃和140℃人工时效获得强度分别为:σ0.2=385.547MPa,σb=437.6MPa和σ0.2=360.8MPa,σb=411.4MPa。