【摘 要】
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Al-Zn-Mg-Cu合金属于现代工业中重要的结构材料之一,未来研究方向将围绕超高强耐腐蚀、大规格高性能材料的方向开展。传统工艺在提高合金耐腐蚀性能同时往往会牺牲部分力学强度,本文旨在优化非等温时效工艺探索不同的工艺参数,改变升温/降温速率以调控析出相的大小与分布,获得良好的综合性能,并分析其影响规律。研究工作如下:（1）设计固溶温度为465℃、475℃和485℃,时间为2 h和3 h的组合实验,
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Al-Zn-Mg-Cu合金属于现代工业中重要的结构材料之一,未来研究方向将围绕超高强耐腐蚀、大规格高性能材料的方向开展。传统工艺在提高合金耐腐蚀性能同时往往会牺牲部分力学强度,本文旨在优化非等温时效工艺探索不同的工艺参数,改变升温/降温速率以调控析出相的大小与分布,获得良好的综合性能,并分析其影响规律。研究工作如下:（1）设计固溶温度为465℃、475℃和485℃,时间为2 h和3 h的组合实验,获得性能较优的组合进行时效实验。通过扫描电镜（SEM）观察微观结构,合金中残余第二相主要是S相（Al2MgCu）、T相（AlZnMgCu）、细针状η相以及难溶的含Si相和Al7Cu2Fe相。随着固溶温度的升高和固溶时间的延长,基体中的残余第二相含量逐渐降低。475℃/3 h固溶处理的合金残余第二相含量为0.36%,获得最高硬度值160.6 HV,485℃/3 h固溶处理的合金残余第二相含量为0.293%,获得最低电导率38.2%IACS。（2）非等温时效实验:初始/结束温度为100℃,升温速率分别选择20℃/h、40℃/h,降温速率分别选择20℃/h、40℃/h,最高加热温度选择200℃。利用硬度和电导率测试、电化学腐蚀实验、晶间腐蚀实验和热导率测试检测合金的性能,结果表明时效后综合性能有所改善。S4-（HR40/CR20）获得了接近T6处理的硬度（162.46 HV）、高于T74处理的电导率（41.9%IACS）、最低的腐蚀电流密度(2.9240×10-6 A·cm-2)与晶间腐蚀深度（86.79μm）、最高的导热率（126.528 W/mK）。（3）利用透射电镜（TEM）对时效过程中晶内微观组织形貌变化和时效终止时各组晶界形貌进行分析。S4-HR40/CR20时效过程中,升温段及降温阶段的早期,析出相平均尺寸和分布的范围、间距随时间而增大;在降温阶段中后期,部分溶质原子重新溶回基体,从中二次析出细小的GP区和η’相。随着升温速率提高,时效终止,晶界处的沉淀相呈现粗化和断续排列的趋势。HR20/CR20样品无明显晶界析出物和晶界无析出带,耐蚀性较差;HR40/CR20晶界处析出物间隔分布,晶界无析出带的宽度约为87.2 nm,耐蚀性明显改善。
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