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双级时效对7050铝合金厚板断裂韧性的影响韩念梅;张新明;刘胜胆;宋丰轩;辛星【摘要】采用金相组织观察、扫描电镜、透射电镜、常温拉伸和紧凑拉伸等方法,研究双级时效对7050铝合金厚板拉伸力学性能和断裂韧性的影响.研究结果表明:低温短时时效后晶内析出球状GP区和和η'相;过时效后,晶内析出粗大η相和少量η'相;随着时效时间的延长,晶界析出相粗化,并由连续分布变为非连续分布,无沉淀析出带变宽:强度先增大后减小,断裂韧性先减小后增大,断裂方式由延性穿晶剪切断裂经沿晶断裂转变为穿晶韧窝断裂.%The influence of two-step aging on the tensile properties and fracture toughness of 7050 aluminum alloy plate were investigated by means of tensile and toughness testes, optical microscopy, scanning electron microscopy (SEM),transmission electron microscopy (T EM). The results show that there are plenty of GP zone and η′ phase in the grains after the aging at low temperature for a short time. For the secondary aging at elevated temperature, the precipitates are transformed to η phase and η′ phase gradually. Furt hermore, with the increase of the secondary aging time, the precipitates at the grain boundaries become coarse and tend to be discontinuous, and the precipitate-free zone (PFZ)becomes wider at the same time. With the increase of the secondary aging time, the strength increases first and then decreases, while the fracture toughness decreases first and then increases. The main fracture mechanism changes from shear transgranular fracture to intergranular fracture, and then to ductile transgranular fracture.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(042)003【总页数】6页(P623-628)【关键词】7050铝合金;双级时效;拉伸性能;断裂韧性【作者】韩念梅;张新明;刘胜胆;宋丰轩;辛星【作者单位】中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083;中南大学材料科学与工程学院,湖南长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.1现代飞机向大型、高速、多载、长寿命和确保安全方向发展，要求其结构材料不仅具有高强度，还应具有优良的抗腐蚀性能和断裂韧性[1-2]。
第 23 卷第 5 期中国有色金属学报 2013 年 5 月 V ol.23 No.5 The Chinese Journal of Nonferrous Metals May2013 文章编号：10040609(2013)05123407回归冷却速率对 7050 铝合金力学性能及晶间腐蚀抗力的影响李国锋 1 ，张新明 2(1．长沙学院 机电工程系，长沙 410003；2．中南大学 材料科学与工程学院，长沙 410083)摘 要：采用室温拉伸、抗晶间腐蚀性能测试(IGC)、光学显微镜(OM)及透射电镜(TEM)观察等手段，研究 3 种 回归冷却速率(17℃/s，3℃/s，0.02℃/s)对回归再时效(RRA)态7050铝合金力学性能及抗晶间腐蚀性能的影响。
结果表明，在快冷(17 ℃/s)条件下，回归态组织的过饱和固溶体含有较高的空位浓度，有利于再时效析出，再时 效态组织的晶界析出相为较粗大的非连续颗粒，并有较宽的无沉淀析出带(PFZ)；慢冷(3℃/s或0.02℃/s)条件下， 在冷却过程中晶界和晶内均析出了微小的第二相，导致固溶体内空位浓度降低，影响再时效析出，使得再时效态 组织的晶界析出相颗粒粗细不均匀，无沉淀析出带变窄。
相应地，随冷却速率降低，合金的拉伸强度单调下降， 抗晶间腐蚀性能先下降，后略有升高。
关键词：7050铝合金；回归再时效(RRA)处理；回归冷却速率；力学性能；晶间腐蚀中图分类号：TG146.2 文献标志码：AEffect of retrogression cooling rate on mechanical properties andresistance to intergranular corrosion of 7050 aluminum alloyLI Guofeng 1 , ZHANG Xinming 2(1. Department of Mechanical and Electrical Engineering, Changsha University, Changsha 410003,China;2. School of Materials Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)Abstract: The effects of retrogression cooling rate (17 ℃/s, 3 ℃/s and 0.02 ℃/s) on the mechanical properties and resistance to intergranular corrosion of 7050 aluminum alloy were investigated by tensile testing, intergranular corrosion (IGC) testing, optical microscopy(OM) and transmission electron microscopy(TEM). The results show that by quenching at the rate of 17 ℃/s (quick cooling), the supersaturated solid solution as retrogression contains high vacancy concentration which is beneficial to reaging. So, there are wider precipitate free zones (PFZ) and coarser discontinuous precipitates at grain boundaries in the reaging microstructure. However, slow cooling at the rates of 3 ℃/s and 0.02 ℃/s, some of fine particles of the second phase precipitate gradually on grain boundaries and in grains, which leads to decreasing the vacancy concentration generally. Precipitation is difficult during reaging, and the precipitate size at the boundary is not uniform besides ambiguous precipitation free zones (PFZs). Accordingly, with the decrease of the cooling rate, the tensile strength decreases monotonously, but the resistance to corrosion decreases firstly and then increases slightly.Key words: 7050 aluminum alloy; retrogression and reaging (RRA) treatment; retrogression cooling rate; mechanical properties; intergranular corrosion1974 年，C I N A [1] 发明了一种回归再时效 (Retrogression and reaging)工艺，简称RRA处理 [1] ， 已成功应用于7XXX铝合金的时效热处理。
2007年 9月 RARE METAL MATERIALS AND ENGINEERING September 2007收到初稿日期：2006-09-16；收到修改稿日期：2006-12-08 基金项目：国家“863”项目（2001AA332030）作者简介：李 海，男，1973年生，博士，江苏工业学院材料科学与工程系，江苏 常州 213016，E-mail: Lehigh_73@时效状态对7000系超高强铝合金微观组织和慢应变速率拉伸性能的影响李 海1,2，王芝秀1，郑子樵2(1. 江苏工业学院，江苏 常州 213016) (2. 中南大学，湖南 长沙 410083)摘 要：采用常规拉伸和慢应变速率拉伸方法测试了Al-9.88Zn-2.40Mg-2.32Cu-0.12Zr 铝合金在T6，RRA 及T73时效状态下的力学性能和抗应力腐蚀性能，并通过SEM 和TEM 观察了慢应变速率拉伸断口形貌及析出相特征。
TEM 结果表明，T6，RRA 和T73时效状态的晶内析出相分别以GP 区＋η’相、η’相＋η相、η相为主，并且晶内和晶界析出相尺寸以及晶界PFZ 宽度依次增大；同时晶界析出相逐渐由长条状连续分布逐渐转变成球状不连续分布。
这些微观组织特点使得3种时效状态下实验合金具有不同应力腐蚀开裂倾向、常规拉伸性能和断口形貌特征。
关键词：超高强铝合金； 微观组织； 慢应变速率拉伸； 断口形貌中图法分类号：TG 146.4 文献标识码：A 文章编号：1002-185X(2007)09-1634-051 引 言7000系Al-Zn-Mg-Cu 超高强铝合金具有优良的 比强度、比刚度及加工性能，在航空工业获得广泛应用[1]。
近年来，为了进一步提高该系合金强度性能，人们采用降低Fe ，Si 杂质含量，增加Zn ，Mg 主合金元素含量及调整其比例的方法，开发出Zn 含量在8%左右的7055合金，该合金经专利T77时效工艺处理，拥有良好的强度、韧性及耐蚀等性能，在Boeing 777客机上获得应用[2]。
多级时效热处理对7056铝合金析出组织与耐蚀性的影响范淑敏;陈送义;张星临;周亮;黄兰萍;陈康华【摘要】利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能测试、电导率测试以及剥落腐蚀、慢应变速率拉伸应力腐蚀(SSRT)、Tafel循环极化曲线等手段研究多级时效热处理对7056铝合金析出组织及耐蚀性的影响.结果表明:过时效再时效热处理后溶质原子二次析出,晶内析出相体积分数增大,晶界析出相粗化断开,无沉淀析出带宽化.与120℃/24h相比,采用120℃/6h预时效工艺有利于晶内细小析出相回溶和粗大相长大.再时效热处理可提高过时效合金的强度和电导率,与峰时效和回归再时效相比,合金的抗拉强度损失不大,电导率明显提升.过时效再时效热处理后,合金晶界处连续阳极溶解被有效避免,抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能增强.【期刊名称】《材料工程》【年(卷),期】2019(047)006【总页数】8页(P136-143)【关键词】7056铝合金;多级时效;晶界析出相;耐蚀性【作者】范淑敏;陈送义;张星临;周亮;黄兰萍;陈康华【作者单位】中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻合金研究院,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻合金研究院,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心 ,长沙410083;中南大学轻质高强结构材料重点实验室 ,长沙410083;中南大学轻合金研究院,长沙410083【正文语种】中文【中图分类】TG146.2+1Al-Zn-Mg-Cu合金以较高的比强度、优异的抗腐蚀性能，且成型性好、循环利用率高等特点，广泛应用于航空航天等关键领域[1-3]。
铝合金形变热处理工艺研究进展摘要：本文主要就铝合金形变热处理工艺进行探究，分析铝合金发展历程及对合金组织和性能形成的影响，找出其存在问题，并对技术发展态势进行探究，进一步优化形变热处理工艺技术，让其能够在工业生产条件下更为广泛的使用。
关键词：铝合金；形变热处理；研究进展使用回归再时效处理及形变热处理能够让铝合金的抗应力、腐蚀性能变得更好，同时其强度以及韧性也会有所升高。
其中，形变热处理技术主要是利用塑性变形的形变强化以及热处理的相变强化，将二者结合在一起，也被简称为热机械处理方式，该技术最早投入到钢铁材料中，利用形变让金属当中的缺陷密度进行改变，热处理相变形变形成的缺陷会对新相的形核动力学和分布状态形成影响，并且新相还会对错位的一些缺陷运动形成阻滞等一系列作用，这样金属当中的缺陷就会变得更加稳定、组织细化，其强度和韧性变得更高。
1.铝合金TMT的发展过程及其应用铝合金形变热处理工艺主要会应用Al-Zn-Mg-Cu等合金当做实验材料，之后逐步发展至Al-Cu-Mg和Al-Zn-Mg-Cu等的铝合金，铝合金形变热处理会影响到Al-Zn-Mg合金疲劳以及应力的腐蚀性能，其在时效之前形成的冷变形会让Al-Zn-Mg的合金抗拉强度变得更高，同时还可以改善疲劳以及抗应力的腐蚀性能。
1974年Waldman J等人针对7075厚板进行形变热的处理，应用再结晶、温变形以及均匀化的工艺技术，得到了更为均匀且细小的精力组织。
1978年SandersRE等人开始钻研提升7050铝合金疲劳性能中间形变热处理工艺技术，在1991年，Singh等人分析形变热处理对于2014铝合金组织性能方面形成的影响，通过实验能够得知，铝合金形变热处理技术的使用能够让其时效更为显著细化，形成位错和时效相互缠结的网状亚结构，改善合金的力学性能。
通过多年的努力，铝合金形变热处理技术不仅在理论方面取得研究进展，同时在实际方面的使用效果也变得越来越好，20世纪70年代至80年代，美国Alcoa公司应用以其技术改善铝合金的综合性能，2002年美国把T8状态的2519铝合金当做先进两栖突击车的装甲材料，现阶段铝合金形变热处理技术已经不会局限在Al-Zn-Mg-Cu等传统的铝合金方面，借助形变热处理技术提升Al-Li、Al-Cu-Li等新系列的铝合金性能。
固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响摘要：为了探究固溶处理及双级时效对7050铝合金微观组织和硬度的影响，本文采用了固溶处理和双级时效的加工工艺，分别对7050铝合金进行处理。
通过显微组织观察和硬度测试的方法，研究了不同处理方式对7050铝合金性能的影响。
研究结果表明，固溶处理及双级时效能够显著提高7050铝合金的硬度，并形成更为均匀的微观组织结构。
同时发现，在双级时效中，最终时效温度对硬度及微观组织的均匀性有很大的影响。
因此，在7050铝合金加工中，固溶处理及双级时效可作为优良的处理方式，以提高其性能。
关键词：7050铝合金；固溶处理；双级时效；微观组织；硬度。
正文：7050铝合金是一种高强度、高塑性、耐腐蚀性能良好的铝合金。
然而，由于各种因素的影响，7050铝合金的性能并不完全满足工程需求，因此在其加工过程中需要进行固溶处理和时效处理。
固溶处理及双级时效是常用的处理方式之一，具有显著的性能提升效果。
本文采用了这种加工工艺，系统研究了固溶处理及双级时效对7050铝合金性能的影响。
首先，我们对7050铝合金进行固溶处理。
固溶处理温度为475℃，保温时间为6小时。
随后，将其在冷水中迅速冷却。
然后进行第一次时效处理，时效温度为120℃，时效时间为24小时。
之后，将样品在热水中迅速冷却，进行第二次时效处理。
第二次时效处理的温度为160℃，时效时间为8小时。
通过显微组织观察，我们发现，经过固溶处理和双级时效处理后，7050铝合金的晶体尺寸变小，晶界清晰明显，形成更为均匀的微观组织结构。
同时，硬度测试结果也表明，处理后的7050铝合金比未处理的硬度提高了大约20%。
这是因为固溶处理能够消除铝合金中的应力、不均匀组织和强化相等缺陷，而时效处理则能使合金微观组织更加均匀，且生成极细小的强化相，从而使合金的硬度得到显著提高。
我们进一步探究了双级时效中最终时效温度对合金硬度及微观组织的影响。
我们分别选取了140、150、160、170℃四个不同的温度进行时效处理，并进行硬度测试。
现。
314 硼氮复合渗后的成分分析5CrMnMo钢试样经硼氮复合渗后进行成分分析,结果如表2所示。
表2 试样不同区域各元素的含量(质量分数,%)T able2 E lement contents in differentzone of the layer after boronitriding(w t,%)区域Si Cr Fe渗层0117016697122过渡区1134017396167心部0145017197140 从表2可以看出,Cr元素、Fe元素在渗层、过渡区、心部之间分布均匀,而Si元素在过渡区的含量明显高于渗层和心部基体,并且渗层中Si含量特别低,这是由于Si、S、P等元素不溶于FeB和Fe2B,在FeB和Fe2B的生长过程中将它们排挤到渗层与基体的过渡区[9],所以过渡区的Si含量特别高。
而Si是铁素体化元素,它将导致软化层的出现,在本试验中,加入稀土,由于稀土元素与Si、S、P等有很强的亲合力,可以形成高熔点的化合物,防止软化层的出现。
4 结论(1)硼氮复合渗时,加入2%的氮,先渗入的氮对渗硼有阻碍作用,而加入5%的氮,先渗入的氮对渗硼有促进作用。
(2)硼氮复合渗时,氮先渗入有助于强化过渡区,使硬度梯度变缓,从而改善渗层的脆性。
(3)硼氮复合渗时,氮的渗入可阻止FeB相的出现,使渗硼时的(FeB+Fe2B)双相转变为Fe2B单相。
(4)本试验所用的复合渗剂经570℃×3h+890℃×5h 工艺处理可得深度为100μm的单相Fe2B渗层。
参考文献:[1] 许 斌,冯承明,吕钊钦1固体硼2铬2稀土共渗研究[J]1金属热处理学报,2000,21(1):611[2] 刘长禄1硼稀土粉末共渗及渗层性能[J]1金属热处理,1989,(8):321[3] 吉泽升,程晓辉,武文启1稀土在渗硼及硼的复合渗中的作用[J]1金属热处理,1997,(12):211[4] 沈思特,谭昌瑶1复合渗膏剂的研究[J]1材料保护,1990,(10):251[5] 楼南金,戴文彬,郭喜云,等1自保护硼氮共渗膏剂的研究[J]1金属热处理,1990,(6):31[6] 刘永,王晓鸣1用硼锆共渗改善5CrMnMo钢硼化物层脆性[J]1金属热处理,1990,(4):261[7] 雷天同,孙东克1粉末法硼氮和碳氮共渗中氮原子的扩散和作用[J]1金属热处理,1991,(8):131[8] 朱雅年,魏馥铭,张文魁1氮硼复合渗渗层的形成过程分析[J]1金属热处理学报,1993,14(4):281[9] 张家春,白书欣,李卫东,等1粉末法RE2B共渗机理[J]1金属热处理学报,1993,14(3):371回归再时效(RRA)处理对7050铝合金的影响谷亦杰,林建国,张永刚,陈昌麒(北京航空航天大学材料科学与工程系,北京 100083)摘要:采用TEM和维氏硬度计研究了回归再时效(RRA)处理对7050铝合金的影响,对处理后合金试样的强度和伸长率进行了测试,并对试样断口在SEM下进行了观察。
研究发现,当回归温度为453K,在回归曲线上,随着回归时间的延长,硬度值下降,在3600s达到硬度最低值;继续延长回归时间,硬度值上升,在7200s硬度值达到最大值,随后硬度值下降;在RRA曲线上,随着回归时间的延长,硬度值上升,在3600s达到硬度峰,随后硬度值下降。
当回归温度为473K时,虽然与在453K回归和再时效行为的趋势相同,但在回归曲线上,硬度的谷值和峰值时间都提前,并且硬度峰值稍微降低;在RRA曲线上,硬度峰提前。
TEM研究结果表明,7050铝合金在T6状态的硬化来自GP区。
在回归处理过程中硬度谷值的产生与GP区的回溶有关,而峰值的产生与η′和η相的沉淀析出有关;在RRA处理过程中,峰值的产生与η′和η相的沉淀析出有关。
回归温度对7050铝合金的影响与GP区、η′和η相形核和时效沉淀动力学受回归温度影响有关。
经过RRA(393K×22h+453K×1h+393K×30h)处理后合金要比T7451处理后的强度高19%,而伸长率稍微降低,经过RRA(393K×22h+473K×5min+393K×30h)处理后合金要比T7451处理后的强度高16%,而伸长率稍微增加。
SEM观察结果表明经过T7451、453K和473K回归再时效处理后断口形貌基本相同。
关键词:7050铝合金;沉淀硬化;回归再时效中图分类号:TG156191,TG16613 文献标识码:A 文章编号:025426051(2001)01-0031-05E ffect of RRA T reatment on Microstructures of7050Aluminium AlloyGU Y i2jie,L IN Jian2guo,ZHAN G Y ong2gang,Chen Chang2qi(Department of Materials Science and Engineering,Beijing University of Aeronautics and Astronautics,Beijing100083,China) Abstract:Precipitation behavior of7050aluminium alloy has been studied by transmission electron microscopy and Vickers hardness tester after retrogression and reaging(RRA)treatment1The results indicate that,when the retrogression temperature was453K,the value of hardness decreased firstly,and then reached a minimum value1With retrogression time increase,the hardness increased to form a hardness peak at the retrogression curve,and a hardness peak was observed on the RRA curve1When the regression temperature was 473K,in comparison with retrogression at453K,the retrogression valley and peak promoted at the retrogression curve,and the hard2ness peak promoted at the RRA curve 1TEM observation reveals that the effective hardness of the sample with T6condition comes from GP zone 1The dissolve of GP zone caused the decrease of hardness ,and the precipitation of ηand η′caused the increase of hardness after retrogression 1Analysis indicates that the precipitation kinetics of GP zone and ηand η′affected by temperature was reasonable for the different effect of retrogression and RRA.The ultimate tensile strength of the sample with RRA treatment (393K ×22h +453×K ×1h +393K ×30h )was 19%higher than that of the sample with T7451treatment 1In comparison with 453K ,the ultimate tensile strength of the sample with RRA treatment (393K ×22h +473K ×5min +393K ×30h )was 16%higher than that of the sample with T7451treatment.The fracture surface was observed by SEM.It reveals that the fracture profiles are identified for samples at T7451condition ,453K and 473K RRA treatment 1K ey w ords :7050alloy ,precipitation hardening ,retrogression and reaging作者简介:谷亦杰(197215—),男,山西大同人,在读博士生,从事轻合金及电子显微学研究。
E 2mail :guyijie @ ;Tel :010*********基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(G199906490)收稿日期:20002072211 引言7050铝合金是由ALCOA 研制的高强、优良断裂韧性的合金[1]。
在该合金中,Zn 和Mg 形成主要强化相η,Cu 主要用来提高应力腐蚀抗力,Zr 和Al 结合形成阻碍再结晶的弥散相Al 3Zr 。
在7000系铝合金中,常常使用双级时效来获得所需性能。
7000系铝合金通过T6处理可以沉淀析出细小GP 区,从而使合金得到最大强化效果,在强度上超过2000系铝合金。
但是在使用过程中,常常发生应力腐蚀失效[2]。
现在还有人在研究7000系的应力腐蚀机制,大多数研究者认为阳极溶解和氢脆是7000系合金应力腐蚀抗力低的主要原因[3,4]。
通过T7处理可以提高铝合金的应力腐蚀抗力,但是引起铝合金强度下降。
由Cina [5]发现的retrogression 和reaging (RRA )处理已经在几种高强7000系铝合金得到应用[6,7],这种热处理的主要好处在于提高了铝合金的应力腐蚀抗力,同时不像T7处理使得合金的强度下降15%。
RRA 处理现在已经在商业中得到应用并称为T77[8]。
