7075铝合金是一种Al-Zn-Mg-Cu系超高强度铝合金,其密度低、耐蚀性优良、综合力学性能优异,可用于制造航空航天器的结构件[1~4]
随着航天器飞行速度的提高,对结构件力学性能的要求随之提高
因此,提高7075铝合金的强度是当前的研究热点
深冷处理(DCT),是将合金材料置于-130℃以下的温度以改善其显微组织和提高力学性能[5~7]
Steier等[8]对6101-T4铝合金进行了DCT处理,发现其晶粒尺寸没有明显的变化;高文林等[9]对挤压态7A99铝合金固溶处理后进行多次时效深冷循环处理,发现DCT处理使析出相的等效半径减小、密度降低、晶界第二相(GBP)断续分布、位错密度提高、屈服强度下降8%,但是断面收缩率提高了54%
李茂军等[10]对A356铝合金进行深冷+固溶时效处理,发现晶粒细化,Si相呈细小、弥散分布,位错密度、合金抗拉强度和伸长率提高
Zhou等[11]对2024-T351铝合金进行DCT处理,发现在不降低伸长率的情况下其极限强度和屈服强度都提高了;同时,经DCT处理的试样塑性提高,其断口韧窝尺寸大、较深、分布均匀
Ji等[12]对搅拌摩擦焊(FSW)后的2024-T351铝合金进行深冷-时效处理,发现DCT处理使焊接接头中亚稳相均匀分布,接头的抗拉强度提高了9.6%,伸长率提高了160%
迄今为止,虽然对铝合金深冷处理及相关复合处理技术的研究取得了一些进展,但是对其强韧化机理的研究尚待深入
鉴于此,本文对变形时效后的7075合金进行重固溶后进行深冷和时效复合处理,研究复合处理对其显微组织和力学性能的影响并分析其强韧化机制
1 实验方法实验用7075铝合金的化学成分,列于表1
Table 1表1表1实验用7075铝合金的化学成分(质量分数, %)Table 1Chemical composition of 7075 aluminum alloy (%, mass fraction)ZnMgCuSiMnAl5.452.531.630.40.3Bal.先将7075铝合金在470℃固溶4 h,室温水淬后将其迅速放入液氮中进行不同时间的DCT处理,然后再进行时效处理
DCT-T6处理工艺流程图,在图1中给出
深冷时间为0 h,即为传统T6处理
图1DCT-T6的工艺流程Fig.1Schematic diagram of DCT-T6使用型号为CM
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