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作为室温力学性能最高的一类变形铝合金,超高强铝合金被广泛应用于民用,国防和航空工业等领域。本文着重研究了在相同的时效工艺下,固溶处理对超高强铝合金7A04力学性能的影响:首先对该合金进行不同条件参数下的单级固溶或双级固溶处理,接着进行120℃/24h/空冷时效处理,然后测试其抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、伸长率δ和冲击吸收功等力学性能数据,最后利用扫描电镜对样品的显微组织结构和拉伸断口形貌进行观察和分析,并借助能谱分析仪对感兴趣区域进行成分分析。主要结论如下:
(1)对于单级固溶处理的样品,60min的固溶时间可以取得较好的力学性能。若固溶时间不足,过饱和度低,抗拉强度和屈服强度差;而固溶时间过长,会使晶粒变大,降低合金的韧性和塑性。
(2)通过双级固溶处理可以提高低熔点的金属间化合物和多元共晶相的溶解度,从而增加时效阶段强化相的析出数量,进而提高7A04合金的综合性能。利用正交实验法得到优化的双级固溶参数为:一级温度450℃,一级时间30min,二级温度505℃,二级时间60min。
(3)原始铸态样品的拉伸断口形貌呈韧窝状,韧性和塑性好,但强度低;固溶处理时间较长的样品,其拉伸断口呈河流花样,样品比较脆,韧性和塑性差,但强度高;而单级固溶处理时间为60min的样品和较优水平双级固溶处理的样品,同时具有韧窝和河流状花样,且分布均匀,其韧性、塑性和强度比较平衡。
(4)较优水平双级固溶处理的样品,σb为658.430MPa,σ0.2为593.070MPa,δ为10.250,Ak为9.681J;而60min单级固溶处理的样品,σb为643.87MPa,σ0.2为582.13MPa,δ为9.45,Ak为10.77J。可见,双级固溶处理可获得较单级固溶处理稍高的强度、伸长率,但冲击吸收功则较单级固溶处理稍低,较优水平双级固溶处理的样品性能整体上比60min单级固溶处理的的样品要好。