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7X50型超高强铝合金固溶淬火并时效处理后具有高比强度、高比刚度、韧性好、耐腐蚀等优点,常以大截面尺寸产品在航空航天、交通运输及武器装备等领域作为轻质高强结构材料广泛使用。随着航空航天领域所用结构件逐渐向大型化、整体化方向发展,产品的截面尺寸不断增加。由于该合金优异的综合性能与其析出特点密不可分,而固溶处理后的淬火冷却过程直接影响合金的析出特点,因此该过程是决定7X50型铝合金大截面尺寸产品性能的关键。近年来,通过优化淬火过程调控Al-Zn-Mg-Cu系超高强铝合金性能的研究层出不穷,但有关淬火冷却过程合金非均匀析出行为的研究还不够系统,而且由于热电偶安装方法的局限,现有研究测定的淬火冷却过程温度场数据可能存在偏差,不能真实反映发生在淬火表面上的热交换情况。因此,本文针对不同淬火冷却过程对7X50型铝合金析出行为、淬火温度场及淬火应力场的影响,采用7050和7B50合金热轧板固溶处理后进行等温处理水冷、表面喷水淬火及室温空冷等不同方式的淬火冷却实验。绘制7050和7B50合金的Time-Temperature-Properties（TTP）曲线,研究其淬火敏感性;深入讨论等温过程对合金非均匀/均匀析出行为的影响;研究7B50合金的淬透程度,并采用淬火因子法预测该合金厚板喷水淬火-时效后的性能分布;通过自行设计、研发的改进型Jominy样品实测距淬火表面不同距离的冷却曲线并结合反传热原理计算得到7B50合金80 mm厚板表面喷水淬火时的综合换热系数曲线,并将该系数曲线作为传热边界条件,对厚板的在线淬火过程进行温度场-应力场-应变场耦合分析。研究结果表明:（1）采用等温处理后水冷态电导率数据能够真实反映7X50型铝合金等温过程的脱溶程度,由它绘制的7050合金TTP曲线的鼻尖温度为330℃,对应的孕育期为1.25 s;而采用等温处理水冷后T6峰时效态性能（电导率或硬度）数据绘制的7050合金TTP曲线,其鼻尖温度不变,对应的孕育期为0.62 s,有缩短趋势。（2）7X50型铝合金固溶处理后在180～400℃等温处理时,其析出转变分数超过60%之前,Johnson-Mehl-Avrami方程中的指数n始终接近1,表明合金在此温度区间等温时,析出相的形核机制和长大方式不变,均以经典形核方式脱溶析出,随后长大、粗化。（3）7X50型铝合金固溶处理后在180℃和200℃短时间等温停留,等温样品水冷态电导率低于固溶处理后直接水淬基准样品的淬火态电导率,而且等温样品自然时效态硬度也高于基准样品,表明在该温度区间短时间等温处理能促进析出强化产物的形成;等温水冷后自然时效态基体内除了非均匀析出的η平衡相,还有GP区和η’相等析出强化产物;合金水冷后自然时效到较高硬度时,析出强化产物的尺寸为3～5 nm。（4）本研究设计开发的改进型Jominy样品及其配套的实验设备,能精确测定喷水淬火过程距淬火表面不同距离处的冷却曲线,为预测和模拟合金厚板的淬火温度场、应力场及淬火时效后的性能分布奠定可靠的数据基础。（5）7B50合金由9℃冷却水表面喷水淬火并自然时效50天后的淬透深度为70 mm,此处对应的淬火敏感温度区间内的平均冷却速率为1.62℃·s-1;再进行T6峰时效处理后,其淬透深度为60 mm,对应的平均冷却速率为2.05℃·s-1。采用淬火因子法预测该合金厚板喷水淬火并T6峰时效处理后的硬度分布,得到距淬火表面距离小于65 mm时,预测硬度与实测硬度的最大偏差仅为2.7%,说明预测结果的精度较高。（6）7B50合金由固溶处理温度淬火冷却时,随着内部冷却速率逐渐降低,首先在晶界、亚晶界上发生非均匀脱溶析出,观察到该析出现象时对应的淬火敏感温度区间内的平均冷却速率高达981℃·s-1;其次在基体内的Al3Zr粒子上或位错附近非均匀脱溶析出,基体内出现以Al3Zr粒子为核心非均匀形核析出的现象,对应的平均冷却速率为 37.2℃·s-1。（7）基于改进型Jominy样品由483℃表面喷水淬火时精确测定的7B50合金样品内部的实测冷却曲线,通过反传热原理计算分别由20℃和9℃冷却水表面喷水淬火时的表面综合换热系数曲线,其变化规律为:综合换热系数在淬火开始0.4 s时达到峰值,分别为69 kW.m-2·K-1和135 kW·m-2·K-1,此时对应的淬火表面温度分别为160℃和80℃;峰值过后综合换热系数随淬火时间延长迅速下降。（8）7B50合金改进型Jominy样品固溶处理后由20℃冷却水表面喷水淬火初期,淬火表面中心处冷却曲线上出现“等温平台”现象,该平台对应的温度范围为160～170℃,持续时间约为3 s。淬火开始后极短时间内淬火表面上的热交换机制由核态沸腾阶段迅速过渡到强制对流阶段,是导致淬火表面中心处冷却曲线上出现“等温平台”现象的主要原因。（9）将20℃冷却水喷水淬火时获得的淬火表面综合换热系数曲线作为传热边界条件,采用温度场-应力场-应变场耦合模拟求解5000 mm长、1500 mm宽、80 mm厚的7B50合金热轧板由该温度冷却水喷淋淬火后的残余应力分布规律为:最大残余压应力出现在板材表面中心处,为σx=-313 MPa,σy=-283 MPa;最大残余拉应力出现在板材厚度心部,为σx=192 MPa,σy=127 MPa;距离板材淬火表面15 mm处,发生残余压应力向残余拉应力的转变。