时效处理对7050锻造铝合金微观组织及性能的影响
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ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ｈｏｗｅｖｅｒ， ｄｕｅ ｔｏ ａ ｎａｒｒｏｗ ｄｉｓｔａｎｃｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ＧＢＰｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｎａｒｒｏｗ ＰＦＺｓ ｓｕｒｒｏｕｎｄｅｄ ｔｈｅ ＧＢＰｓ，
ｓａｍｐｌｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｆｏｕｒ⁃ｓｔａｇｅ ａｇｉｎｇ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｂａｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ．
摘 要： 研究了不同时效工艺对 ７０５０ 锻造铝合金微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响，结果表明：Ｔ７４ 态（１２０ ℃ ／ ６ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ８ ｈ）
合金晶内析出相主要为粗大的 η′相和 η 相，晶界析出相粗大、相间距宽且存在宽的无沉淀析出带（ ＰＦＺ） ，合金拥有较好的腐蚀性
能，但力学性能差。 四级时效态（１００ ℃ ／ ２４ ｈ＋１７５ ℃ ／ ３ ｈ＋ ＮＡ ／ ２４ ｈ＋８０ ℃ ／ ３４ ｈ） 合金基体析出相主要为 ＧＰ 区和细小的 η′相，与回
ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏａｒｓｅ η′ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ａｎｄ η ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｏｆ Ｔ７４ （１２０ ℃ ／ ６ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ８ ｈ） ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｌｌｏｙ， ｗｈｉｌｅ ａ ｗｉｄｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｆｒｅｅ
是抗腐蚀性能差；而过时效（ Ｔ７Ｘ） 态合金抗腐蚀性好，
但拉伸强度下降。 ＲＲＡ 处理 ［４］ 能克服以上 ２ 种时效
处理的缺陷，该时效态合金晶内析出相为 ＧＰ 区和细
小 η′颗粒，晶界为粗大的断续分布的 η 相，因而合金
具有较高的强度和低的腐蚀敏感性 ［５］ 。 本文在前人
①
长时间优化传统 ＲＲＡ 制度，探讨了不同时效处理对合
第 ３９ 卷第 ５ 期
２０１９ 年 １０ 月
矿 冶 工 程
ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．３９ №５Ｏｃｔｏｂｅ ２０１９时效处理对 ７０５０ 锻造铝合金微观组织及性能的影响
①
陈 烨， 刘志义， 赵娟刚， 刘冠华
（ 中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 ４１００８３）
归再时效态（ ＲＲＡ） （１００ ℃ ／ ２４ ｈ＋１７５ ℃ ／ ３ ｈ＋８０ ℃ ／ ３４ ｈ） 类似，但 ＧＰ 区数量增多，该状态合金力学性能好；由于晶界析出相相间
距小以及 ＰＦＺ 宽度较窄，该状态下合金的腐蚀性能差。
关键词： 时效处理； ７０５０ 锻造铝合金； 微观组织； 回归再时效； 自然时效； 力学性能； 腐蚀性能
中图分类号： ＴＧ１５６
文献标识码： Ａ
文章编号： ０２５３－６０９９（２０１９）０５－０１２９－０４
ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１９．０５．０３３
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ⁃Ｓｔａｇｅ Ａｇｉｎｇ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ７０５０ Ｆｏｒｇｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ
Ａｌ⁃Ｚｎ⁃Ｍｇ⁃Ｃｕ 合金强度高、密度小，作为结构材料
热处理工艺的研究 ［５－７］ 基础上，通过降低回归温度、延
处理强化合金，时效处理是提高合金综合性能的主要
金的力学性能及腐蚀性能的影响。
被广泛应用于航空和高速列车等领域 ［１－３］ 。 作为可热
手段。 通过 Ｔ６ 处理，合金能达到较高的强度，但缺点
ｚｏｎｅ （ ＰＦＺ） ａｎｄ ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ （ ＧＢＰｓ） ｄｅｃｏｒａｔｅ ａｔ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｕｔ ｔｈｅ ｗｏｒｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ＧＰ ｚｏｎｅｓ ａｎｄ ｆｉｎｅ η′ ｐｈａｓｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｕｌｔｉ⁃ｓｔａｇｅ ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎａｌｙｓｅｓ， ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｓ， ｓｌｏｗ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ，
ＣＨＥＮ Ｙｅ， ＬＩＵ Ｚｈｉ⁃ｙｉ， ＺＨＡＯ Ｊｕａｎ⁃ｇａｎｇ， ＬＩＵ Ｇｕａｎ⁃ｈｕａ
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）
ａｌｌｏｙｓ ｍａｔｒｉｘ ｏｆ ｆｏｕｒ⁃ｓｔａｇｅ ａｇｉｎｇ （１００ ℃ ／ ２４ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ３ ｈ ＋ ＮＡ ／ ２４ ｈ ＋ ８０ ℃ ／ ３４ ｈ） ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅｔｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ
ｒｅ⁃ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ （ ＲＲＡ） （１００ ℃ ／ ２４ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ３ ｈ ＋ ８０ ℃ ／ ３４ ｈ） ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔａｔｅ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ７０５０ ｆｏｒｇｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ； ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｒｅｔｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅ⁃ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ｎａｔｕｒａｌ
ａｇｉｎｇ； ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ； ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ
ｓａｍｐｌｅ ｔｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｆｏｕｒ⁃ｓｔａｇｅ ａｇｉｎｇ ｅｘｈｉｂｉｔｓ ｂａｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ．
摘 要： 研究了不同时效工艺对 ７０５０ 锻造铝合金微观组织、力学性能和腐蚀性能的影响，结果表明：Ｔ７４ 态（１２０ ℃ ／ ６ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ８ ｈ）
合金晶内析出相主要为粗大的 η′相和 η 相，晶界析出相粗大、相间距宽且存在宽的无沉淀析出带（ ＰＦＺ） ，合金拥有较好的腐蚀性
能，但力学性能差。 四级时效态（１００ ℃ ／ ２４ ｈ＋１７５ ℃ ／ ３ ｈ＋ ＮＡ ／ ２４ ｈ＋８０ ℃ ／ ３４ ｈ） 合金基体析出相主要为 ＧＰ 区和细小的 η′相，与回
ｅｘｆｏｌｉａｔｉｏｎ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔｓ ａｎｄ ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｓｔｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃｏａｒｓｅ η′ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ａｎｄ η ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ａｒｅ ｔｈｅ
ｄｏｍｉｎａｎｔ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｇｒａｉｎ ｏｆ Ｔ７４ （１２０ ℃ ／ ６ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ８ ｈ） ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｌｌｏｙ， ｗｈｉｌｅ ａ ｗｉｄｅ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ ｆｒｅｅ
是抗腐蚀性能差；而过时效（ Ｔ７Ｘ） 态合金抗腐蚀性好，
但拉伸强度下降。 ＲＲＡ 处理 ［４］ 能克服以上 ２ 种时效
处理的缺陷，该时效态合金晶内析出相为 ＧＰ 区和细
小 η′颗粒，晶界为粗大的断续分布的 η 相，因而合金
具有较高的强度和低的腐蚀敏感性 ［５］ 。 本文在前人
①
长时间优化传统 ＲＲＡ 制度，探讨了不同时效处理对合
第 ３９ 卷第 ５ 期
２０１９ 年 １０ 月
矿 冶 工 程
ＭＩＮＩＮＧ ＡＮＤ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖｏｌ．３９ №５Ｏｃｔｏｂｅ ２０１９时效处理对 ７０５０ 锻造铝合金微观组织及性能的影响
①
陈 烨， 刘志义， 赵娟刚， 刘冠华
（ 中南大学 材料科学与工程学院，湖南 长沙 ４１００８３）
归再时效态（ ＲＲＡ） （１００ ℃ ／ ２４ ｈ＋１７５ ℃ ／ ３ ｈ＋８０ ℃ ／ ３４ ｈ） 类似，但 ＧＰ 区数量增多，该状态合金力学性能好；由于晶界析出相相间
距小以及 ＰＦＺ 宽度较窄，该状态下合金的腐蚀性能差。
关键词： 时效处理； ７０５０ 锻造铝合金； 微观组织； 回归再时效； 自然时效； 力学性能； 腐蚀性能
中图分类号： ＴＧ１５６
文献标识码： Ａ
文章编号： ０２５３－６０９９（２０１９）０５－０１２９－０４
ｄｏｉ：１０．３９６９ ／ ｊ．ｉｓｓｎ．０２５３－６０９９．２０１９．０５．０３３
Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ Ｍｕｌｔｉ⁃Ｓｔａｇｅ Ａｇｉｎｇ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ
Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ７０５０ Ｆｏｒｇｅｄ Ａｌｕｍｉｎｕｍ Ａｌｌｏｙｓ
Ａｌ⁃Ｚｎ⁃Ｍｇ⁃Ｃｕ 合金强度高、密度小，作为结构材料
热处理工艺的研究 ［５－７］ 基础上，通过降低回归温度、延
处理强化合金，时效处理是提高合金综合性能的主要
金的力学性能及腐蚀性能的影响。
被广泛应用于航空和高速列车等领域 ［１－３］ 。 作为可热
手段。 通过 Ｔ６ 处理，合金能达到较高的强度，但缺点
ｚｏｎｅ （ ＰＦＺ） ａｎｄ ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅｓ （ ＧＢＰｓ） ｄｅｃｏｒａｔｅ ａｔ ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎｄａｒｙ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｂｅｔｔｅｒ
ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｂｕｔ ｔｈｅ ｗｏｒｓｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ． Ａｎ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ＧＰ ｚｏｎｅｓ ａｎｄ ｆｉｎｅ η′ ｐｈａｓｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｕｌｔｉ⁃ｓｔａｇｅ ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｎ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ
ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ａｎａｌｙｓｅｓ， ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｓ， ｓｌｏｗ ｓｔｒａｉｎ ｒａｔｅ ｓｔｒｅｔｃｈｉｎｇ，
ＣＨＥＮ Ｙｅ， ＬＩＵ Ｚｈｉ⁃ｙｉ， ＺＨＡＯ Ｊｕａｎ⁃ｇａｎｇ， ＬＩＵ Ｇｕａｎ⁃ｈｕａ
（ Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ， Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３， Ｈｕｎａｎ， Ｃｈｉｎａ）
ａｌｌｏｙｓ ｍａｔｒｉｘ ｏｆ ｆｏｕｒ⁃ｓｔａｇｅ ａｇｉｎｇ （１００ ℃ ／ ２４ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ３ ｈ ＋ ＮＡ ／ ２４ ｈ ＋ ８０ ℃ ／ ３４ ｈ） ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｒｅｔｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ
ｒｅ⁃ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ （ ＲＲＡ） （１００ ℃ ／ ２４ ｈ ＋ １７５ ℃ ／ ３ ｈ ＋ ８０ ℃ ／ ３４ ｈ） ， ｌｅａｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ａｌｌｏｙ ｉｎ ｔｈｉｓ ｓｔａｔｅ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ７０５０ ｆｏｒｇｅｄ ａｌｕｍｉｎｕｍ ａｌｌｏｙ； ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｒｅｔｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ ａｎｄ ｒｅ⁃ａｇｉｎｇ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ； ｎａｔｕｒａｌ
ａｇｉｎｇ； ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ； ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｙ