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摘要:为满足航天航空器等运输工具轻量化和高性能需求,发展超强高韧耐蚀Al-Zn-Mg-Cu系合金是铝合金研究不懈追求的目标。然而,铝合金超强与高韧耐蚀性能相互制约,超强高韧耐蚀铝合金的发展有赖于新的探索。本文通过金相观察、SEM.TEM.能谱分析以及力学性能和腐蚀性能测试等分析测试手段,研究了添加Zr.Zr-Cr-Yb对Al-8.54Zn-2.41Mg-2.2Cu超强铝合金再结晶与力学性能、腐蚀性能的影响;研究了Cu含量对Al-8.54Zn-2.41Mg-xCu-0.16Zr-0.18Cr-0.3Yb合金强韧耐蚀性能的影响;研究了Cr含量对Al-8.54Zn-2.41Mg-1.3Cu-0.16Zr-xCr-0.3Yb系超强铝合金强韧耐蚀性能的影响。研究结果如下:(1)研究了添加Zr.Zr-Cr-Yb对Al-8.54Zn-2.41Mg-2.2Cu合金组织与性能的影响。未添加Zr的合金,δb=524.7MP δ0.2=524.7MPa,δ=5.1%,KIC=19.4MPa·m1/2,ISSRT=0.156;添加0.16Zr的合金,δb=672.3MPa,δ0.2=643.6MPa,δ=10.1%,KIC=27.8MPa·m1/2, ISSRT=0.105;复合添加0.16Zr-0.18Cr-0.3Yb的合金,δb=692.3MPa, δ0.2=643.8MPa,δ=10.5%,KIC=32.4MPa·m1/2,ISSRT=0.069.添加Zr的合金形成了与基体共格的Al3Zr弥散相,部分抑制基体再结晶;复合添加Zr-Cr-Yb的合金形成了与基体共格的大量细小弥散L1:型弥散相,能够更有效地抑制基体再结晶,保留了回复亚晶组织,使得时效析出相分布更加均匀,综合性能大幅度提高。(2)研究了Cu含量对Al-8.54Zn-2.41Mg-xCu-0.16Zr-0.18Cr-0.3Yb的影响。随Cu含量从2.2wt.%降低到1.3wt.%,合金残余结晶相数量逐渐减少,至完全消失;随Cu含量从2.2wt.%降低到0.8wt.%,合金的硬度和强度逐渐升高,断裂韧性值、抗晶间腐蚀、抗剥落腐蚀和抗应力腐蚀性能先升高后降低;1.3wt.%Cu时,合金断裂和耐腐蚀性能达到最佳。(3)研究了Cr含量对Al-8.54Zn-2.41Mg-1.3Cu-0.16Zr-xCr.0.3Yb超强铝合金弥散相析出行为和性能的影响。与未添加Cr相比,添加0.09wt.%Cr后,与基体共格的L12型弥散相数量增加,显著抑制基体再结晶。进一步提高Cr含量至0.18wt.%,非共格Al18Cr2Mg3弥散相数量增加,但降低合金的极限固溶温度,使得合金在固溶过程中出现过烧现象,合金综合性能下降。