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摘 要：对7A04铝合金460℃固溶后进行水冷和水冷+深冷不同淬火方式，并在120℃时效对试样进行了金相组织分析、硬度测试及DTA分析。硬度测试结果为水冷+深冷>水冷，DTA与金相组织分析结果为水冷+深冷的析出温度区间大，析出物含有较多主要强化相η’相，同时也含有S、T相，水冷的析出物析出温度区间较小，析出物含有较多主要强化相η’相和少量S、T相。
关键词：7系铝合金 时效处理 DTA分析 硬度
中图分类号：TG13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（a）-0092-027系铝合金为Al-Zn-Mg-Cu，具有比强度高、易于加工成型等方面的突出优势，广泛应用于航天及汽车领域里汽车、飞机等的受力结构件[1-4]。7系铝合金是一种可热处理的铝合金，主要是以析出沉淀相来强化，因此时效处理是提高这类材料的一种主要的强化方式。近年来，随着航空工业的快速发展，对7系铝合金的硬度、强度、韧性和抗应力腐性能提出了更高的要求。为了达到这些性能要求，国内外很多学者做了大量的工作[5-6]。
以7A04为研究对象，研究不同冷却方式对其组织性能及析出的影响。
1 试验方法
本试验使用7A04铝合金棒材，其化学成分如表1所示。
1.1 热处理工艺
本试验使用7A04铝合金棒材，采用热处理工艺。
工艺1：460℃固溶100min+水冷+120℃时效处理18h。
工艺2：460℃固溶100min+水冷、深冷+120℃时效处理18h。
1.2 试验方法
组织观察采用金相显微镜，硬度测试使用布氏硬度计，DTA测试采用ZCR-B型差热分析仪。
2 试验结果及分析
2.1 组织分析
经过水冷以及水冷+深冷处理后，冷却速度较快，晶粒细小，晶界长度大，同时都有大量的析出物出现，且经过深冷处理后的析出物更多，晶界以及析出物的存在阻碍位错的运动，进而提升铝合金的强度，因此两种处理方式均对7A04铝合金有细晶强化和第二相粒子强化作用，提升铝合金的硬度以及强度。
2.2 硬度结果分析
7A04铝合金硬度为130HB左右，经过水冷和水冷+深冷后的硬度分别为187HB和190.5HB，从结果中可以看出（见表2），两种工艺均提高了7A04铝合金的硬度，且两工艺相差不大，但金相组织中看出经过深冷处理后的析出物更多，因此可以判断出，水冷处理后产生的析主要出物为主要强化项η’相，含有少量S、T相，深冷处理的主要析出物为次要强化项S、T相。为验证此结果，又单独进行了工艺460℃固溶100min+深冷+120℃时效处理18h的硬度测试，硬度结果为155HB，强化作用较小，说明其析出相主要为S、T相，证实了此规律。
2.3 DTA结果分析
从结果中得出，水冷处理后的7A04铝合金的连续溶解析出区间为60℃～70℃和200℃～220℃，水冷+深冷处理后的7A04铝合金的连续溶解析出区间为55℃～70℃、200℃～210℃和225～265℃，而水冷处理后的大部分析出相为主要强化相，深冷处理后的大部分析出相为次要强化项，因此可得出：60℃～70℃为主要强化相的析出温度，200℃～260℃为次要强化相的析出温度。
3 结论
（1）工艺1和工艺2对7A04均有较好的强化作用，提高了7A04铝合金的硬度。
（2）工艺1处理后析出物为η’和少量S、T相，工艺2处理后的析出物为水冷处理时析出的η’相和少量S、T已经深冷处理时此处的S、T相。
（3）60℃～70℃為主要强化相的析出温度，200℃～260℃为次要强化相的析出温度。
参考文献
[1] 尚勇，张立武.高强铝合金的热处理技术[J].上海有色金属，2005，2（26）：98-102.
[2] 曾渝，尹志民，潘青林，等.超强铝合金的研究现状及发展趋势[J].中南工业大学学报，2002，6（33）：592-596.
[3] 李海，郑子樵，王芝秀.过时效-重固溶-再时效处理对7055铝合金组织与性能的影响[J].材料热处理学报，2004，3（25）：57-61.
[4] PARK JK，ARDELL AJ.Microstructure of the commercial 7075 Al alloy in the T651 and T7 tempers[J].Metalluigical Transaction A， 1983（14）：1957-1965.
[5] SRIV ATSANT S.Miscrostructure，tensile properties and fracture behavior of aluminium alloy 7150[J].Journal of Materials Science，1992（27）：4772-4781.
[6] BERG LK，GJONNES J，HANSEN V.GP-zone in Al-Zn-Mg alloys and their role in airtificial aging[J].Acta.Matre，2001（49）：3443-3451.
关键词：7系铝合金 时效处理 DTA分析 硬度
中图分类号：TG13 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（a）-0092-027系铝合金为Al-Zn-Mg-Cu，具有比强度高、易于加工成型等方面的突出优势，广泛应用于航天及汽车领域里汽车、飞机等的受力结构件[1-4]。7系铝合金是一种可热处理的铝合金，主要是以析出沉淀相来强化，因此时效处理是提高这类材料的一种主要的强化方式。近年来，随着航空工业的快速发展，对7系铝合金的硬度、强度、韧性和抗应力腐性能提出了更高的要求。为了达到这些性能要求，国内外很多学者做了大量的工作[5-6]。
以7A04为研究对象，研究不同冷却方式对其组织性能及析出的影响。
1 试验方法
本试验使用7A04铝合金棒材，其化学成分如表1所示。
1.1 热处理工艺
本试验使用7A04铝合金棒材，采用热处理工艺。
工艺1：460℃固溶100min+水冷+120℃时效处理18h。
工艺2：460℃固溶100min+水冷、深冷+120℃时效处理18h。
1.2 试验方法
组织观察采用金相显微镜，硬度测试使用布氏硬度计，DTA测试采用ZCR-B型差热分析仪。
2 试验结果及分析
2.1 组织分析
经过水冷以及水冷+深冷处理后，冷却速度较快，晶粒细小，晶界长度大，同时都有大量的析出物出现，且经过深冷处理后的析出物更多，晶界以及析出物的存在阻碍位错的运动，进而提升铝合金的强度，因此两种处理方式均对7A04铝合金有细晶强化和第二相粒子强化作用，提升铝合金的硬度以及强度。
2.2 硬度结果分析
7A04铝合金硬度为130HB左右，经过水冷和水冷+深冷后的硬度分别为187HB和190.5HB，从结果中可以看出（见表2），两种工艺均提高了7A04铝合金的硬度，且两工艺相差不大，但金相组织中看出经过深冷处理后的析出物更多，因此可以判断出，水冷处理后产生的析主要出物为主要强化项η’相，含有少量S、T相，深冷处理的主要析出物为次要强化项S、T相。为验证此结果，又单独进行了工艺460℃固溶100min+深冷+120℃时效处理18h的硬度测试，硬度结果为155HB，强化作用较小，说明其析出相主要为S、T相，证实了此规律。
2.3 DTA结果分析
从结果中得出，水冷处理后的7A04铝合金的连续溶解析出区间为60℃～70℃和200℃～220℃，水冷+深冷处理后的7A04铝合金的连续溶解析出区间为55℃～70℃、200℃～210℃和225～265℃，而水冷处理后的大部分析出相为主要强化相，深冷处理后的大部分析出相为次要强化项，因此可得出：60℃～70℃为主要强化相的析出温度，200℃～260℃为次要强化相的析出温度。
3 结论
（1）工艺1和工艺2对7A04均有较好的强化作用，提高了7A04铝合金的硬度。
（2）工艺1处理后析出物为η’和少量S、T相，工艺2处理后的析出物为水冷处理时析出的η’相和少量S、T已经深冷处理时此处的S、T相。
（3）60℃～70℃為主要强化相的析出温度，200℃～260℃为次要强化相的析出温度。
参考文献
[1] 尚勇，张立武.高强铝合金的热处理技术[J].上海有色金属，2005，2（26）：98-102.
[2] 曾渝，尹志民，潘青林，等.超强铝合金的研究现状及发展趋势[J].中南工业大学学报，2002，6（33）：592-596.
[3] 李海，郑子樵，王芝秀.过时效-重固溶-再时效处理对7055铝合金组织与性能的影响[J].材料热处理学报，2004，3（25）：57-61.
[4] PARK JK，ARDELL AJ.Microstructure of the commercial 7075 Al alloy in the T651 and T7 tempers[J].Metalluigical Transaction A， 1983（14）：1957-1965.
[5] SRIV ATSANT S.Miscrostructure，tensile properties and fracture behavior of aluminium alloy 7150[J].Journal of Materials Science，1992（27）：4772-4781.
[6] BERG LK，GJONNES J，HANSEN V.GP-zone in Al-Zn-Mg alloys and their role in airtificial aging[J].Acta.Matre，2001（49）：3443-3451.