高强变形铝合金的研究现状和发展趋势--最新
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综上所述 , 国外超高强铝合金研制基本上是 沿着高强度 、低韧性 →高强度 、高韧性 →高强度 、 高韧性 、耐腐蚀方向发展 ; 随之的热处理状态开发 则是沿着 T6 →T73 →T76 →T736 ( T74) →T77 方向进 展 ;在合金设计方面的特点是合金化程度越来越
表 1 部分超高强度铝合金典型性能的对比 Table 1 Mechanical properties of some ultra2high strength a2
锻件 IM 70752T7354 545
PM 70902T7E80 613
70912T7E78 586
CW672T7X2 606
PM 挤压件 70902T6511 675
70912T6E192 640
CW672T7X1 614
70642T6
683
σ0. 2/
MPa 568 610 590 681 641 614 503 540 634 572 476 565 524 579 640 600 580 635
包括几个阶段 。超高强铝合金的时效过程一般按 以下几种方式进行[15～17 ] :
(1) GP 区的形核与长大 : SSS →GP 区 →η′(过 渡相) →η(平衡相)
(2) 缺陷及晶界处的形核 : SSS →T(高温时效 时为平衡相 (Al , Zn) 49Mg32) →η(平衡相)
( 3 ) 空 位 富 集 处 的 形 核 : SSS →形 核 →T (Al2Zn3Mg3) →η′→η 2. 2 微观组织结构与性能
19 8 稀 有 金 属 30 卷
工艺生产的超高强铝合金并未得到实际应用[9] 。 90 年代初期 , 随着以喷射成形技术为代表的
新一代 RS/ PM 工艺走向大规模实用化 , 使规模生 产实用超高强铝合金材料变为现实 。到 20 世纪 90 年代末 , 美国 、英国 、日本等工业发达国家均利用 先进的喷射成形技术开发出了含锌量 8 %以上 (最 高达 14 %) 、σb 为 760～810 MPa , δ为 8 %～13 % 的新一代超高强铝合金 , 用于制造交通运输领域 的结构件及其他要求强度高 、抗腐蚀性能强的高 应力结构件 。表 1[10]列出了它们的典型性能 , 从表 中可以看出 , 这些 PM 合金 (尤其是 CW67) 与普通 高强度铝合金 (如 7075) 相比 , 综合性能有较大提 高 。目前 , 上述 PM/ 7000 系合金还未投入批量使 用 。PM/ 7090 及 PM/ 7091 在 实 用 实 验 阶 段 代 替 7175 合金和 7075 合金做 B757 飞机主起落架中的 部件 , 减重达 15 %～19 %。PM/ CW67 现已进入开 发的最终阶段 , 其制成的前缘襟翼和前部大梁已 进行了飞行试验 。
δ/ KIC/
% MPa m 5 8 57 ( KC) 10 109 ( KC) 13 27 10 33 12 30 11 28. 6 11 11 29 12 27 14 12 22 13 38 14 44 10 13 12 12
ρ/ (g·cm - 3) 2. 90 2. 89 2. 87 2. 89 2. 85 2. 82 2. 80 2. 83 2. 85 2. 82
① 收稿日期 : 2005 - 11 - 20 ; 修订日期 : 2006 - 03 - 01 作者简介 : 王 涛 (1962 - ) , 男 , 黑龙江哈尔滨人 , 教授 ; 研究方向 : 先进铝合金材料及先进材料制备技术
3 通讯联系人 ( E2mail : wangtao @nela. com)
摘要 : 总结了国内外关于高强铝合金的发展历程 , 探讨了超高强铝合金的强韧化机制及研究现状 , 对比分析了相关的热处理工艺对超高强铝 合金的性能的影响 , 展望了超高强铝合金今后的发展方向和发展目标 。国内外超高强铝合金研制基本上是沿着高强度 、低韧性 →高强度 、高 韧性 →高强度 、高韧性 、耐腐蚀方向发展 ; 随之的热处理状态开发则是沿着 T6 →T73 →T76 →T736 (T74) →T77 方向进展 ; 在合金设计方面的特 点是合金化程度越来越高 , Fe 和 Si 等杂质含量越来越低 , 微量过渡族元素添加越来越合理 。改进合金成分 、改善合金制备工艺和开发新型的 热处理工艺是提高超高强铝合金性能的重要发展方向和途径 。
随着快速凝固/ 粉末冶金 ( RS/ PM) 制备技术的 发展 , 快凝技术逐渐被引入高强铝合金的研究 。80 年代 , 美国 Alcoa 公司采用传统 RS/ PM 制备方法 , 研制出了 PM/ 7090 , PM/ 7091 , CW67 等合金[7 , 8] , 其强度相当于 IM/ 70752T6 , 耐腐蚀性相当于 IM/ 70752T73 。1992 年 , 日本住友轻金属公司采用真空 平流制粉 、后续真空压实烧结工艺 , 在实验室制备 出σb 达 700 MPa 以上的超高强铝合金 , 将铝合金 的强度性能指标推向了极高的水平 。但是 , 由于传 统 RS/ PM 工艺难以制备大尺寸材料和生产成本高 昂 , 再加上合金中锌含量很高 , 导致粉末烧结困 难 , 难以制备成块状材料 , 因此采用传统 RS/ PM
材料的微观组织决定了其宏观性能 , 对于高 强铝合金 , 其强度 、韧性和应力腐蚀 ( SCC) 敏感性 等性能受热处理条件的影响更加明显 。有关研究 表明 : 高强铝合金中 GP 区 、η′过渡相 、η平衡相的 尺寸 、数量 、分布及晶界无沉淀析出带 ( PFZ) 的特 性基本决定了合金的宏观性能 。 2. 2. 1 基体沉淀相 (MPt) 对合金性能的影响 合金的基体组织 MPt 决定了合金的强度 。在固溶 处理后的整个时效过程中 , 合金的强度随各时效 阶段的基体组织变化而变化 。但是 , 什么样的 MPt 对强度贡献最大 , 何种 MPt 能获得最佳强韧性和 抗应力腐蚀性能的配合 , 到底是 GP 区 , 还是η′过 渡相对强度的贡献最大 , 这些问题至今未有定论 。 有学者[18～20 ]认为合金峰值时效态的主要强化相是 GP 区 , 且基体组织中刚出现η′相时 , 合金的强度 最高 , 此时强化的贡献主要来自 GP 区粒子在基体 中所引起的内应力以及位错穿过它们时所引起的 化学效应对位错运动的阻碍作用 , 如果时效到以 η′相为主时 , 则基体的强度明显下降 。但另外一些 学者[21 ,22 ]用共格与半共格质点的强化公式 (变形过 程中位错线以切过或绕过的方式通过沉淀相质点) 计算了高强铝合金的强度 , 发现在峰时效状态下 用半共格公式计算出来的强度与实测值更接近 , 因此 , 他们认为在该系合金中主要强化相是η′相 , 而不是 GP 区 。还有学者认为是 GP 区与η′相共同 决定了合金的强度 。如果从综合性能的角度去讨 论 MPt 的影响 , 则会发现 , 以η′为主的强化相将更 有利于合金的 SCR 和断裂韧性等性能 。 2. 2. 2 晶界沉淀相 ( GBP) 对合金性能的影响 对于晶界沉淀相的研究 , 近年取得了一些进展 , 但 其对合金性能的影响还没有上升到理论的高度。 GBP 在很大程度上依赖于晶界结构 , 很难定量描
高 , Fe 和 Si 等杂质含量越来越低 , 微量过渡族元 素添加越来越合理 , 最终在大幅度提高强度的同 时保证合金具有优良的综合性能 。 1. 2 国内 Al2Zn2Mg2Cu 系高强铝合金的发展
国内超高强铝合金的研究开发起步较晚 。我 国航空工业和其他国防工业大量应用的高强度铝 合金主要仍为类似于 B95 和 7075 合金的 LC4 及 LC9 ; 对 7050 等高强度铝合金进行研究 , 大多仍着 眼于提高合金的韧性及抗腐蚀性能 , 而它们的强 度则大多仍维持在 70752T6 的水平上 , 甚至还有不 同程度的降低 。为了进一步提高合金强度 , 充分发 挥高强度合金的减重潜力 , 20 世纪 80 年代初 , 东 北轻合金有限责任公司和北京航空材料研究所开 始研制 Al2Zn2Mg2Cu 系高强高韧铝合金[11] 。目前在 普通 7xxx 系铝合金的生产和应用方面已进入到实 用化阶段 , 合金主要包括 7075 , 7175 等 , 其产品用 于各种航空航天器的结构件 。20 世纪 90 年代中 期 , 北京航空材料研究所采用常规半连续铸造法 试制成功了 7A55 超高强铝合金及强度更高的 7A60 合金 , 东北轻合金有限责任公司近来采用传统方 式成功生产出轧制板材用 7055 方铸锭 。近年来 , 在国家攻关和 863 高技术项目的支持下 , 北京有色 金属研究总院和东北轻合金有限责任公司开展了 仿俄罗斯 B96ц合金成分的超高强 7xxx 系铝合金以 及具有更高锌含量的喷射成形超高强铝合金的研 制开发工作 , 分别采用喷射沉积和半连续铸造工 艺 , 制成了各种尺寸的 (模) 锻件 、棒材及无缝管材 等 , 合金的抗拉强度已分别达到 800～830 MPa 和 630～650 MPa , 延伸率分别达到 8 %～10 %和 4 % ～ 7 % , 基 本 上 达 到 了 国 外 90 年 代 中 期 的 水 平[12～14 ] 。同时 , 东北大学等单位进行了低频电磁 半连续铸造高合金化超高强铝合金的研究工作 , 目前已开发出具有自己独立知识产权的低频电磁 半连续铸造技术 。
含量 、调整 Cu/ Mg 比值来提高强度 , 并添加 Zr 代 替 Cr 克服淬火敏感性和调整晶粒尺寸 , 美国开发 出了 强 度 、断 裂 韧 性 和 抗 应 力 腐 蚀 性 能 较 高 的 7050 合金和 7150 合金 。20 世纪 80 年代 , 美国铝业 公司在 7150 的基础上 , 进一步降低 Fe , Si , Mn 等 杂质元素的含量 , 提高 Zn/ Mg 比值 , 耗资数十亿美 元研制成功了号称王牌铝合金的 7055 合金 , 并于 1993 年申请专利 。70552T77 等热处理状态的制品 强度比 71502T6 状态高 10 %以上 , 比 T70752T6 状态 高 25 %以上 , 使其在保证材料具有高强度的同时 又具有优良的综合性能 , 目前 70552T77 已用于波 音 777 客机的上翼蒙皮 、机翼桁条[4～6] 。
luminum alloys
材料
型号
σb/
MPa
IM 挤压材 B96 Ц2T1 617
B96 Ц12T2 650
B96 Ц32T2 620
7A55
705
70552T77
662
71552T77
648
IM 板材 70752T651 572
71782T651 605
70552T77
648
71502T77
607
2 超高强铝合金的强韧化处理机制 及研究现状
2. 1 沉淀方式 、序列及沉淀相 世界各国的材料工作者利用各种探测技术对
Al2Zn2Mg2Cu 系合金的时效沉淀序列进行了详细的 研究 。过饱和固溶体的完全分解往往是复杂的 , 需
2 期 王 涛等 高强变形铝合金的研究现状和发展趋势 1 99
关键词 : 超高强铝合金 ; 7xxx 系铝合金 ; 热处理 ; 强韧化 中图分类号 : TG14612 文献标识码 : A 文章编号 :0258 - 7076 (2006) 02 - 0197 - 06
超高强度 铝 合 金 是 以 Al2Zn2Mg2Cu 系 ( 简 称 7xxx 系) 为主的可热处理强化的铝合金 。它具有高 的比强度和硬度 、良好的热加工性 、优良的焊接性 能 、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性等优点[1～3] , 宜做承受较大的结构材料 , 广泛应用于航空航天 领域 。
1 高强铝合金的发展
1. 1 国外 7xxx 系高强铝合金的发展 7xxx 系高强铝合金的发展可以追溯到 20 世纪
20 年代 , 德国科学家 Sander W 和 Meissner KL 发现 Al2Zn2Mg 合金经淬火 、时效后具有很高的强度 。以 此为基础 , 发展出了后来的 7000 系铝合金 。1943 年美国开发出了可实际应用的 7075 合金 , 并第一 次应用于 B229 型轰炸机上 , 曾给飞机结构和性能 带来了革命性变化 , 同时也为超高强铝合金的飞 速发展奠定了基础 。1968 年 , 在 7001 合金的基础 上 , 通过降低 Cu 和 Cr 的含量 , 增大 Zn/ Mg 比值等 手段来提高韧性和抗应力腐蚀性能 , 研制出 7049 合金 。1969 年开发成功 7000 系中断裂韧性最高的 7475 合金 , 该合金除了成分差别外 , 加工工艺也有 所改 变 , 通 过 调 整 晶 粒 度 、均 匀 性 、E 相 ( Al12 Mg2Cr) 的尺寸和质点间距 , 使其韧性得到改善 。 1971 年 , 以 7075 合金为基础 , 通过增加 Zn 和 Cu
第
30 卷 第 Vol. 30 №.
2 2
期
CHINESE
稀 有 金
JOURNAL OFwenku.baidu.com
属
RARE
METALS
2006 年 4 月 Apr. 2006
高强变形铝合金的研究现状和发展趋势 ①
王 涛1 3 , 尹志民2
(1. 东北轻合金有限责任公司 , 黑龙江 哈尔滨 150060 ; 2. 中南大学 , 湖南 长沙 410083)
表 1 部分超高强度铝合金典型性能的对比 Table 1 Mechanical properties of some ultra2high strength a2
锻件 IM 70752T7354 545
PM 70902T7E80 613
70912T7E78 586
CW672T7X2 606
PM 挤压件 70902T6511 675
70912T6E192 640
CW672T7X1 614
70642T6
683
σ0. 2/
MPa 568 610 590 681 641 614 503 540 634 572 476 565 524 579 640 600 580 635
包括几个阶段 。超高强铝合金的时效过程一般按 以下几种方式进行[15～17 ] :
(1) GP 区的形核与长大 : SSS →GP 区 →η′(过 渡相) →η(平衡相)
(2) 缺陷及晶界处的形核 : SSS →T(高温时效 时为平衡相 (Al , Zn) 49Mg32) →η(平衡相)
( 3 ) 空 位 富 集 处 的 形 核 : SSS →形 核 →T (Al2Zn3Mg3) →η′→η 2. 2 微观组织结构与性能
19 8 稀 有 金 属 30 卷
工艺生产的超高强铝合金并未得到实际应用[9] 。 90 年代初期 , 随着以喷射成形技术为代表的
新一代 RS/ PM 工艺走向大规模实用化 , 使规模生 产实用超高强铝合金材料变为现实 。到 20 世纪 90 年代末 , 美国 、英国 、日本等工业发达国家均利用 先进的喷射成形技术开发出了含锌量 8 %以上 (最 高达 14 %) 、σb 为 760～810 MPa , δ为 8 %～13 % 的新一代超高强铝合金 , 用于制造交通运输领域 的结构件及其他要求强度高 、抗腐蚀性能强的高 应力结构件 。表 1[10]列出了它们的典型性能 , 从表 中可以看出 , 这些 PM 合金 (尤其是 CW67) 与普通 高强度铝合金 (如 7075) 相比 , 综合性能有较大提 高 。目前 , 上述 PM/ 7000 系合金还未投入批量使 用 。PM/ 7090 及 PM/ 7091 在 实 用 实 验 阶 段 代 替 7175 合金和 7075 合金做 B757 飞机主起落架中的 部件 , 减重达 15 %～19 %。PM/ CW67 现已进入开 发的最终阶段 , 其制成的前缘襟翼和前部大梁已 进行了飞行试验 。
δ/ KIC/
% MPa m 5 8 57 ( KC) 10 109 ( KC) 13 27 10 33 12 30 11 28. 6 11 11 29 12 27 14 12 22 13 38 14 44 10 13 12 12
ρ/ (g·cm - 3) 2. 90 2. 89 2. 87 2. 89 2. 85 2. 82 2. 80 2. 83 2. 85 2. 82
① 收稿日期 : 2005 - 11 - 20 ; 修订日期 : 2006 - 03 - 01 作者简介 : 王 涛 (1962 - ) , 男 , 黑龙江哈尔滨人 , 教授 ; 研究方向 : 先进铝合金材料及先进材料制备技术
3 通讯联系人 ( E2mail : wangtao @nela. com)
摘要 : 总结了国内外关于高强铝合金的发展历程 , 探讨了超高强铝合金的强韧化机制及研究现状 , 对比分析了相关的热处理工艺对超高强铝 合金的性能的影响 , 展望了超高强铝合金今后的发展方向和发展目标 。国内外超高强铝合金研制基本上是沿着高强度 、低韧性 →高强度 、高 韧性 →高强度 、高韧性 、耐腐蚀方向发展 ; 随之的热处理状态开发则是沿着 T6 →T73 →T76 →T736 (T74) →T77 方向进展 ; 在合金设计方面的特 点是合金化程度越来越高 , Fe 和 Si 等杂质含量越来越低 , 微量过渡族元素添加越来越合理 。改进合金成分 、改善合金制备工艺和开发新型的 热处理工艺是提高超高强铝合金性能的重要发展方向和途径 。
随着快速凝固/ 粉末冶金 ( RS/ PM) 制备技术的 发展 , 快凝技术逐渐被引入高强铝合金的研究 。80 年代 , 美国 Alcoa 公司采用传统 RS/ PM 制备方法 , 研制出了 PM/ 7090 , PM/ 7091 , CW67 等合金[7 , 8] , 其强度相当于 IM/ 70752T6 , 耐腐蚀性相当于 IM/ 70752T73 。1992 年 , 日本住友轻金属公司采用真空 平流制粉 、后续真空压实烧结工艺 , 在实验室制备 出σb 达 700 MPa 以上的超高强铝合金 , 将铝合金 的强度性能指标推向了极高的水平 。但是 , 由于传 统 RS/ PM 工艺难以制备大尺寸材料和生产成本高 昂 , 再加上合金中锌含量很高 , 导致粉末烧结困 难 , 难以制备成块状材料 , 因此采用传统 RS/ PM
材料的微观组织决定了其宏观性能 , 对于高 强铝合金 , 其强度 、韧性和应力腐蚀 ( SCC) 敏感性 等性能受热处理条件的影响更加明显 。有关研究 表明 : 高强铝合金中 GP 区 、η′过渡相 、η平衡相的 尺寸 、数量 、分布及晶界无沉淀析出带 ( PFZ) 的特 性基本决定了合金的宏观性能 。 2. 2. 1 基体沉淀相 (MPt) 对合金性能的影响 合金的基体组织 MPt 决定了合金的强度 。在固溶 处理后的整个时效过程中 , 合金的强度随各时效 阶段的基体组织变化而变化 。但是 , 什么样的 MPt 对强度贡献最大 , 何种 MPt 能获得最佳强韧性和 抗应力腐蚀性能的配合 , 到底是 GP 区 , 还是η′过 渡相对强度的贡献最大 , 这些问题至今未有定论 。 有学者[18～20 ]认为合金峰值时效态的主要强化相是 GP 区 , 且基体组织中刚出现η′相时 , 合金的强度 最高 , 此时强化的贡献主要来自 GP 区粒子在基体 中所引起的内应力以及位错穿过它们时所引起的 化学效应对位错运动的阻碍作用 , 如果时效到以 η′相为主时 , 则基体的强度明显下降 。但另外一些 学者[21 ,22 ]用共格与半共格质点的强化公式 (变形过 程中位错线以切过或绕过的方式通过沉淀相质点) 计算了高强铝合金的强度 , 发现在峰时效状态下 用半共格公式计算出来的强度与实测值更接近 , 因此 , 他们认为在该系合金中主要强化相是η′相 , 而不是 GP 区 。还有学者认为是 GP 区与η′相共同 决定了合金的强度 。如果从综合性能的角度去讨 论 MPt 的影响 , 则会发现 , 以η′为主的强化相将更 有利于合金的 SCR 和断裂韧性等性能 。 2. 2. 2 晶界沉淀相 ( GBP) 对合金性能的影响 对于晶界沉淀相的研究 , 近年取得了一些进展 , 但 其对合金性能的影响还没有上升到理论的高度。 GBP 在很大程度上依赖于晶界结构 , 很难定量描
高 , Fe 和 Si 等杂质含量越来越低 , 微量过渡族元 素添加越来越合理 , 最终在大幅度提高强度的同 时保证合金具有优良的综合性能 。 1. 2 国内 Al2Zn2Mg2Cu 系高强铝合金的发展
国内超高强铝合金的研究开发起步较晚 。我 国航空工业和其他国防工业大量应用的高强度铝 合金主要仍为类似于 B95 和 7075 合金的 LC4 及 LC9 ; 对 7050 等高强度铝合金进行研究 , 大多仍着 眼于提高合金的韧性及抗腐蚀性能 , 而它们的强 度则大多仍维持在 70752T6 的水平上 , 甚至还有不 同程度的降低 。为了进一步提高合金强度 , 充分发 挥高强度合金的减重潜力 , 20 世纪 80 年代初 , 东 北轻合金有限责任公司和北京航空材料研究所开 始研制 Al2Zn2Mg2Cu 系高强高韧铝合金[11] 。目前在 普通 7xxx 系铝合金的生产和应用方面已进入到实 用化阶段 , 合金主要包括 7075 , 7175 等 , 其产品用 于各种航空航天器的结构件 。20 世纪 90 年代中 期 , 北京航空材料研究所采用常规半连续铸造法 试制成功了 7A55 超高强铝合金及强度更高的 7A60 合金 , 东北轻合金有限责任公司近来采用传统方 式成功生产出轧制板材用 7055 方铸锭 。近年来 , 在国家攻关和 863 高技术项目的支持下 , 北京有色 金属研究总院和东北轻合金有限责任公司开展了 仿俄罗斯 B96ц合金成分的超高强 7xxx 系铝合金以 及具有更高锌含量的喷射成形超高强铝合金的研 制开发工作 , 分别采用喷射沉积和半连续铸造工 艺 , 制成了各种尺寸的 (模) 锻件 、棒材及无缝管材 等 , 合金的抗拉强度已分别达到 800～830 MPa 和 630～650 MPa , 延伸率分别达到 8 %～10 %和 4 % ～ 7 % , 基 本 上 达 到 了 国 外 90 年 代 中 期 的 水 平[12～14 ] 。同时 , 东北大学等单位进行了低频电磁 半连续铸造高合金化超高强铝合金的研究工作 , 目前已开发出具有自己独立知识产权的低频电磁 半连续铸造技术 。
含量 、调整 Cu/ Mg 比值来提高强度 , 并添加 Zr 代 替 Cr 克服淬火敏感性和调整晶粒尺寸 , 美国开发 出了 强 度 、断 裂 韧 性 和 抗 应 力 腐 蚀 性 能 较 高 的 7050 合金和 7150 合金 。20 世纪 80 年代 , 美国铝业 公司在 7150 的基础上 , 进一步降低 Fe , Si , Mn 等 杂质元素的含量 , 提高 Zn/ Mg 比值 , 耗资数十亿美 元研制成功了号称王牌铝合金的 7055 合金 , 并于 1993 年申请专利 。70552T77 等热处理状态的制品 强度比 71502T6 状态高 10 %以上 , 比 T70752T6 状态 高 25 %以上 , 使其在保证材料具有高强度的同时 又具有优良的综合性能 , 目前 70552T77 已用于波 音 777 客机的上翼蒙皮 、机翼桁条[4～6] 。
luminum alloys
材料
型号
σb/
MPa
IM 挤压材 B96 Ц2T1 617
B96 Ц12T2 650
B96 Ц32T2 620
7A55
705
70552T77
662
71552T77
648
IM 板材 70752T651 572
71782T651 605
70552T77
648
71502T77
607
2 超高强铝合金的强韧化处理机制 及研究现状
2. 1 沉淀方式 、序列及沉淀相 世界各国的材料工作者利用各种探测技术对
Al2Zn2Mg2Cu 系合金的时效沉淀序列进行了详细的 研究 。过饱和固溶体的完全分解往往是复杂的 , 需
2 期 王 涛等 高强变形铝合金的研究现状和发展趋势 1 99
关键词 : 超高强铝合金 ; 7xxx 系铝合金 ; 热处理 ; 强韧化 中图分类号 : TG14612 文献标识码 : A 文章编号 :0258 - 7076 (2006) 02 - 0197 - 06
超高强度 铝 合 金 是 以 Al2Zn2Mg2Cu 系 ( 简 称 7xxx 系) 为主的可热处理强化的铝合金 。它具有高 的比强度和硬度 、良好的热加工性 、优良的焊接性 能 、较好的耐腐蚀性能和较高的韧性等优点[1～3] , 宜做承受较大的结构材料 , 广泛应用于航空航天 领域 。
1 高强铝合金的发展
1. 1 国外 7xxx 系高强铝合金的发展 7xxx 系高强铝合金的发展可以追溯到 20 世纪
20 年代 , 德国科学家 Sander W 和 Meissner KL 发现 Al2Zn2Mg 合金经淬火 、时效后具有很高的强度 。以 此为基础 , 发展出了后来的 7000 系铝合金 。1943 年美国开发出了可实际应用的 7075 合金 , 并第一 次应用于 B229 型轰炸机上 , 曾给飞机结构和性能 带来了革命性变化 , 同时也为超高强铝合金的飞 速发展奠定了基础 。1968 年 , 在 7001 合金的基础 上 , 通过降低 Cu 和 Cr 的含量 , 增大 Zn/ Mg 比值等 手段来提高韧性和抗应力腐蚀性能 , 研制出 7049 合金 。1969 年开发成功 7000 系中断裂韧性最高的 7475 合金 , 该合金除了成分差别外 , 加工工艺也有 所改 变 , 通 过 调 整 晶 粒 度 、均 匀 性 、E 相 ( Al12 Mg2Cr) 的尺寸和质点间距 , 使其韧性得到改善 。 1971 年 , 以 7075 合金为基础 , 通过增加 Zn 和 Cu
第
30 卷 第 Vol. 30 №.
2 2
期
CHINESE
稀 有 金
JOURNAL OFwenku.baidu.com
属
RARE
METALS
2006 年 4 月 Apr. 2006
高强变形铝合金的研究现状和发展趋势 ①
王 涛1 3 , 尹志民2
(1. 东北轻合金有限责任公司 , 黑龙江 哈尔滨 150060 ; 2. 中南大学 , 湖南 长沙 410083)