【摘 要】
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7055铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系合金,由于其比强度高、硬度高与易加工等优良特性,已经广泛应用于航空航天与高端运输装备制造领域,并且由于其合金化程度较高而赋予了其它特殊性能,已经逐渐成为相关领域必不可少的结构材料之一,然而7055铝合金材料的抗介质腐蚀性能与强度之间往往是互相矛盾的,如何在保证材料强度的基础上提高其抗介质腐蚀性能就具有重要的研究意义。本文应用计算模拟与实验相结合的研究手段,
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7055铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu系合金,由于其比强度高、硬度高与易加工等优良特性,已经广泛应用于航空航天与高端运输装备制造领域,并且由于其合金化程度较高而赋予了其它特殊性能,已经逐渐成为相关领域必不可少的结构材料之一,然而7055铝合金材料的抗介质腐蚀性能与强度之间往往是互相矛盾的,如何在保证材料强度的基础上提高其抗介质腐蚀性能就具有重要的研究意义。本文应用计算模拟与实验相结合的研究手段,系统研究了固溶冷却路径对7055铝合金轧板组织与性能的影响规律。主要研究内容包括:研究了降温预处理温度对合金微观组织及耐腐蚀性能的影响,并且优化了固溶冷却路径中降温预处理温度这一关键性参数;通过对降温过程中冷却速率的研究,探明了冷却速率对于合金组织以及耐腐蚀性能的影响,并且对冷却速率进行了合理优化;最终通过对三种不同热处理状态下合金时效析出行为对比,明确了合金晶内特征与晶界η-Mg Zn2相微区成分对于材料综合性能的影响;并获得以下结论:首先通过对降温预处理温度进行研究,发现合理的降温预处理温度可以使晶界微区成分中的Cu元素较常规固溶处理态发生一定程度的偏聚现象,并且在晶界附近以及晶内没有发现消耗Cu元素的第二相,晶内依旧保持较高的饱和状态,尤其是CPt455（480℃/1h→455℃/0.5h→水淬）试样;与此同时,CPt455（480℃/1h→455℃/0.5h→水淬）试样表现出较强的晶间腐蚀抗性,其晶间腐蚀深度为82.5μm,腐蚀评价为3+级。其次对固溶到降温预处理阶段的降温速率进行研究,发现不同降温速率对溶质原子晶界偏聚有一定的影响,当降温速率为0.05℃/s时,其合金晶界微区成分中Cu含量有了微量的增加,晶内与晶界上无其它新相的产生;并且降温速率为0.05℃/s的试样晶间腐蚀抗性得到一定程度改善,其晶间腐蚀深度为73μm,腐蚀评价为3-级。最后对比S态+T6、S态+T74与CPt455（v=0.05）+T6三种时效状态下材料微观组织与综合性能,发现CPt455（v=0.05）+T6试样由于其晶内析出高密度细小η′相,且PFZ宽度较窄,与S态+T6试样晶内析出状态极为接近,最终使其力学性能与S态+T6试样相比基本没有损失,其抗拉强度为623MPa、延伸率为15.7%;CPt455（v=0.05）+T6试样由于其晶界析出η-Mg Zn2相尺寸较为粗大并且呈现断续状分布,与S态+T74试样晶界析出状态极为类似,但CPt455（v=0.05）+T6试样晶界析出η-Mg Zn2相微区成分中Cu/Zn比例更高,使得其耐腐蚀性能得到很大改善,表现为自腐蚀电位较正（-0.870V）,自腐蚀电流密度较低(3.820×10-5 A/cm2),晶间腐蚀深度更浅（68μm）,腐蚀评价为3-级。最终获得优化后的热处理制度:480℃/1h→455℃/0.5h→120℃/24h,并且480℃→455℃之间的降温速率为0.05℃/s,使材料强韧性与耐蚀性得到了协同提高。
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