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Al-Zn-Mg-Cu(7000)系铝合金凭借优异的综合性能,得到了越来越多的关注,随着现代航空航天和国防军事等领域的快速发展,对新一代7000系铝合金的综合性能提出了更高的要求。本文以自主创新研制的超高强Al-Zn-Mg-Cu铝合金(wt.%)Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr为实验材料,进行了热机械处理-预回复调控超高强铝合金组织与性能的研究,主要研究工作及取得的结论如下: (1)研究了预回复对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr固溶组织、时效及性能的影响。结果表明,相比固溶—时效工艺,预回复—固溶—时效处理在不减小合金硬度和电导率的同时,能显著细化合金的平均晶粒尺寸(从8.293 um减小到6.256 um),且低角度晶界比例、抗腐蚀性能、屈服和抗拉强度都有明显提升。其中预回复—固溶—时效(120℃×36 h)工艺下,合金的抗拉强度达到了703.0 MPa,延伸率为7.7%;且相比固溶—时效(120℃×36 h)工艺,有预回复处理的工艺下合金晶间腐蚀深度从42.86um减小到28.57um,晶间腐蚀等级从三级提升到二级,剥落腐蚀等级从EC提升到EB;两种工艺下合金屈服强度的最大贡献都是固溶强化和时效沉淀析出相强化的总强化,高角度晶界强化贡献相当且都较小,但相比固溶—时效工艺,有预回复处理的工艺下合金屈服强度的提升主要是来自位错强化和低角度晶界强化的总强化贡献。 (2)研究了固溶冷变形-预回复对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr固溶组织、时效及性能的影响。结果表明,预回复对固溶冷变形态超高强铝合金的性能改善作用不大,相比固溶—冷压缩—固溶—时效和固溶—冷压缩—预回复—固溶—时效工艺,合金在固溶—冷压缩—时效工艺下平均晶粒尺寸较小,硬度、低角度晶界比例(0.5984、0.6067、0.7410)、抗拉和屈服强度较大和抗晶间腐蚀性能变好。其中固溶—冷压缩—时效(100℃×24 h)工艺下合金的屈服、抗拉强度达到了683.2MPa、734.7 MPa,延伸率为6.1%,且晶间腐蚀深度为23.81 um,晶间腐蚀等级为二级,相比另外两种工艺,该工艺下合金屈服强度最大的原因主要是来自位错强化和低角度晶界强化的总强化贡献;固溶—冷压缩—固溶—时效(120℃×36 h)工艺下合金的抗剥落腐蚀性能最好,腐蚀等级为PB-。 (3)研究了固溶过时效热变形-预回复对超高强铝合金Al-13.01Zn-3.16Mg-2.8Cu-0.204Zr-0.0757Sr固溶组织、时效及性能的影响。结果表明,预回复处理在不大幅度影响固溶过时效热变形态超高强铝合金硬度、电导率、位错密度(都为0)、平均晶粒尺寸(4.948 um、5.012 um)的同时,会一定程度提高合金的低角度晶界比例和屈服(屈服强度度从608.2 MPa提高到643.2 MPa,这主要是来自固溶强化和时效沉淀析出相强化的总强化贡献)、抗拉强度及抗腐蚀性能。其中相比于固溶—过时效—热压缩—固溶—时效(120℃×24 h)工艺,固溶—过时效—热压缩—预回复—固溶—时效(120℃×24 h)工艺下合金的抗晶间和剥落腐蚀性能明显变好,晶间腐蚀深度从23.81um减小到14.29um,剥落腐蚀等级为从EB-提高到PC-。 本文研究首次发现,相比传统T6工艺,预回复—固溶—时效(120℃×36h)、固溶—冷压缩—时效(120℃×36 h)和固溶—过时效—热压缩—预回复—固溶—时效(100℃×36 h)工艺下超高强铝合金的力学性能和抗腐蚀性能都得到了显著提高,其中抗拉强度分别达到703.0 MPa、734.7 MPa和699.3 MPa,抗晶间腐蚀等级都为二级,抗剥落腐蚀等级分别为EB、EC、EC,这为我国后续优质超高强7000系铝合金的研制提供了坚实的科学依据。