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现代航空航天及武器装备领域迫切需求强度级别更高、淬透性更好、综合性能更加平衡优化的新型700~800MPa的超高强铝合金。根据高端铝合金领域的国际最新发展趋势,本文设计制备了一种新型的超高强铝合金Al-10.78Zn-2.78Mg-2.59Cu-0.22Zr-0.047Sr,采用端淬试验测试了其淬透性能,通过金相组织观察、硬度测试、电导率测试、拉伸性能测试、XRD分析、EBSD分析、晶间腐蚀和剥落腐蚀试验等方法对其在几种不同热处理状态下的组织和性能进行研究。本文所开展的创新性研究和取得的结果如下: (1)采用端淬试验研究了合金的淬透性,结果表明合金的端淬深度为56mm(淬透性为112 mm),合金具有较好的淬透性,另外实验结果显示Al-Zn-Mg-Cu系铝合金中主合金化元素与Al的原子体积差导致的晶格间隙越小,合金淬透性越高。 (2)研究了固溶处理(450℃×2 h+460℃×2 h+470℃×2 h)-T6时效处理(121℃×24h)状态下合金的组织和性能。结果表明合金晶粒细小均匀,晶粒尺寸在微米级,合金硬度高达227.85 HV,抗拉强度高达731.6 MPa,延伸率为6.65%,晶间腐蚀等级为4级(156μm),剥落腐蚀等级为EB级。 (3)研究了固溶-预压缩(2%)-T6时效状态下合金的组织和性能。结果表明合金晶粒细小均匀,晶粒尺寸在微米级,合金硬度为220.15 HV,强度为706.1 MPa,其延伸率高达9.8%,晶间腐蚀等级4级(125μm),剥落腐蚀等级为EB级。 (4)研究了预回复(250℃×24 h+300℃×6 h+350℃×6 h+400℃×6 h)-固溶-预压缩-T6时效状态下合金的组织和性能。结果表明合金晶粒都比较细小均匀,晶粒平均尺寸为5.563μm,小角度晶界比例为0.668,合金硬度为229.07 HV,强度为728 MPa,延伸率为7%,晶间腐蚀等级为3级(91.4μm),剥落腐蚀等级为EA级。 (5)研究了预回复-固溶-预压缩-T76时效(121℃×5 h+153℃×16h)状态下合金的组织和性能。结果表明T76态合金的硬度为210.97 HV,强度为600.63MPa,延伸率为7.3%,晶间腐蚀等级为3级(53.7μm),剥落腐蚀等级为PC级。 (6)综合几种热处理状态合金的组织与性能进行对比分析,结果表明预压缩处理能够细化合金晶粒,提高合金的塑性;预回复处理能够进一步细化合金晶粒,提高合金的强度,并改善合金的抗腐蚀性能;预回复处理是调控合金综合性能的有效手段。