Vol.26 No.5 郝广瑞等：喷射成形超高强度A-Z-MgCu合金的固溶处理 ·503· 下观察其组织，在MTS-810力学性能实验机上测 态相比，数量成分没有显著变化，分布也更加均 试力学性能 匀，整体上孔隙明显减小；采用X射线衍射分析， 其衍射结果与沉积态合金的衍射结果基本相同. 2实验结果及讨论 (2)不同温度和时间单级固溶处理后的金相 显微组织比较.固溶处理主要是通过升高温度提 21固溶处理对显微组织的影响 高合金的过饱和度，为实现合金的析出强化作好 (1)沉积态和挤压态显微组织比较.图1为沉 准备，一般来说，固溶处理的最理想组织是使尽 积态和挤压态喷射成形Al-Zn-MgCu合金的典 可能多的第二相粒子溶于基体，而且再结晶晶粒 型金相照片，从图中可以看出，沉积态合金组织 又不会长大，这和固溶温度和固溶时间的选取密 由白色细小的a-Al等轴晶粒和部分晶界析出相 不可分.为确定合理的固溶温度和固溶时间，需 组成.沉积态合金整体致密，析出相分布均匀，不 要做一系列不同温度和时间的固溶处理实验，分 存在明显的宏观偏析，X射线衍射实验结果表 析其组织形态，找出较理想的组织，对合金在不 明，沉积态合金的组织主要由a-Al基体，CuAl, 同固溶温度条件下的组织变化进行了观察，选取 MgZn2等相组成.挤压态合金中，由于挤压比很 的固溶温度分别为440,450,460,470,480,490， 大，等轴状晶粒破碎为细长条状，析出相与沉积 500℃，各保温1h.由于篇幅有限，本文选取了其 (a) 中两张照片（图2(a)和(b).对比各个温度下的组 织可看到，固溶温度在450℃时，部分第二相粒子 回溶，同时出现了再结晶现象：随着温度的升高， 回溶的第二相粒子越来越多，再结晶晶粒发生合 并长大.480℃时，第二相粒子大部分回溶，并且 没有发生完全再结晶.约在490℃时，第二相颗粒 回溶完毕，仅剩余一些孔洞和大块相，合金由不 完全再结晶转变为完全再结晶，变形晶粒转变为 等轴晶粒.因而选取480℃为最终固溶处理温度. 当固溶温度确定时，延长保温时间（对比图2 (a)和(c),(b)和(d)可看出，回溶第二相粒子有所增 加，再结晶晶粒没有明显长大.因而单级固溶处 520μm 理中选取480℃3h的固溶处理制度，双级固溶选 2000 取450℃3h+480℃3h的固溶处理制度， (c) A1(200) A1(111) A1(220) (3)单级固溶处理和双级固溶处理后的显微 1500 A1(113) ·MgZn 组织比较.图3(a)和(b)分别为480℃3h单级固溶 oCuAl 处理和450℃3h+480℃3h双级固溶处理后的 1000 组织.从图中可以看出，双级固溶处理后的再结 晶晶粒尺寸比较细小，未溶第二相颗粒尺寸较 500 小，分布均匀 00● 比较单级固溶和双级固溶处理后的扫描电 0 2030 405060 708090 镜组织可看出，经450℃3h(图4(a)固溶处理后， 20/() 未溶第二相粒子较多，但固溶温度低，再结晶晶 图1喷射成形AZn-MgCu超高强铝合金的显微组 粒尺寸小：在较高温度480℃/3h(图4(b)》后，未溶 织.(a)沉积态合金：(b)挤压态：(c)沉积态合金的X射 颗粒明显减少，但再结晶晶粒尺寸较大：双级固 线衍射谱 溶处理（图4(c)》是在450℃保温3h的基础上，升 Fig.1 Microstructures of ultra-high strengh Al-Zn-Mg- 温至480℃保温3h,和480℃保温3h后的组织相 Cu alloy prepared by spray forming process:(a)as-de- posit;(b)as-extrusion;(c)X-ray diffraction patterns of 比，未溶颗粒明显减少，而且再结晶晶粒没有明 spray-deposited alloy 显长大，几种固溶处理制度下或多或少都存在一从， 一 郝 广 瑞 等 喷射成 形 超 高强 度 卜 她 合 金 的 固溶 处 理 下 观 察其 组 织 ，在 一 力 学 性 能 实验 机 上 测 试 力 学 性 能 实验 结 果 及 讨 论 固溶处 理 对 显微 组 织 的影 响 沉 积 态 和 挤 压 态 显 微 组 织 比较 图 为沉 积 态 和 挤 压 态 喷射 成 形 ， 习绒 合 金 的 典 型 金 相 照 片 从 图 中可 以看 出 ， 沉 积 态 合 金 组 织 由 白色 细 小 的以一 等 轴 晶粒 和 部 分 晶界 析 出相 组 成 沉 积 态 合 金 整 体致密 ， 析 出相 分布 均 匀 ， 不 存 在 明显 的宏 观 偏 析 射 线 衍 射 实 验 结 果 表 明 ， 沉 积 态 合 金 的组 织 主 要 由“ 一 基 体 ， ， 扬 等 相 组 成 挤 压 态 合 金 中 ， 由于 挤 压 比 很 大 ， 等 轴 状 晶粒 破 碎 为 细 长 条 状 ， 析 出相 与 沉 积 态 相 比 ， 数 量 成 分 没 有 显 著 变 化 ， 分 布 也 更 加 均 匀 ， 整 体 上 孔 隙 明显 减 小 采 用 射 线 衍 射 分 析 ， 其 衍 射 结 果 与沉积 态 合 金 的衍射 结果 基 本相 同 不 同温 度 和 时 间单 级 固溶 处 理 后 的金 相 显 微 组织 比较 固溶 处 理 主 要 是 通过 升 高温度提 高合 金 的过 饱 和 度 ， 为实现 合 金 的析 出强化 作好 准 备 一 般 来 说 ， 固溶 处 理 的最 理 想 组 织 是使 尽 可 能 多 的第 二 相 粒 子溶 于基 体 ， 而 且 再 结 晶 晶粒 又 不 会 长 大 ， 这 和 固溶温 度和 固溶 时 间 的选 取 密 不 可 分 为确 定 合 理 的 固溶 温 度 和 固溶 时 间 ， 需 要 做 一 系 列 不 同温 度 和 时 间 的 固溶 处 理 实验 ， 分 析其 组 织 形 态 ， 找 出较 理 想 的组 织 对 合 金 在 不 同 固溶温 度 条件 下 的组 织 变 化 进 行 了观 察 ， 选 取 的 固溶温度 分 别 为 ， ， ， ， ， ， ℃ ， 各 保 温 由于 篇 幅 有 限 ， 本 文 选 取 了其 中两 张 照 片 图 和 对 比各 个 温 度 下 的组 织 可 看 到 ， 固溶温度 在 ℃ 时 ， 部 分 第 二 相 粒子 回溶 ， 同 时 出现 了再 结 晶现 象 随着温 度 的升 高 ， 回溶 的第 二 相 粒 子 越 来 越 多 ， 再 结 晶 晶粒 发 生合 并 长 大 ℃ 时 ， 第 二 相 粒 子 大 部 分 回溶 ， 并且 没 有 发 生完 全 再 结 晶 约 在 ℃ 时 ， 第 二 相 颗粒 回溶 完 毕 ， 仅 剩 余 一 些 孔 洞 和 大 块相 ， 合 金 由不 完全 再 结 晶转变 为完全 再 结 晶 ， 变形 晶粒 转变 为 等 轴 晶粒 因而选 取 ℃ 为最 终 固溶 处 理温度 当 固溶温度 确 定 时 ， 延 长 保温 时 间 对 比 图 和 ， 和 可 看 出 ， 回溶 第 二 相 粒 子 有所 增 加 ， 再 结 晶 晶粒 没 有 明显 长 大 因而 单 级 固溶 处 理 中选 取 ℃ 的 固溶 处 理 制度 ， 双 级 固溶选 取 ℃ 的 固溶 处 理 制度 单 级 固溶 处 理 和 双 级 固溶 处 理 后 的显 微 组 织 比较 图 和 分 别 为 单 级 固溶 处 理 和 ℃ ℃ 双 级 固溶 处 理 后 的 组 织 从 图 中可 以看 出 ， 双 级 固溶 处 理 后 的再 结 晶 晶粒 尺 寸 比较 细 小 ， 未 溶 第 二 相 颗 粒 尺 寸 较 小 ， 分 布 均 匀 比 较 单 级 固溶 和 双 级 固溶 处 理 后 的扫 描 电 镜 组 织 可 看 出 ， 经 ℃ 图 固溶 处 理 后 ， 未 溶 第 二 相 粒 子 较 多 ， 但 固溶温 度 低 ， 再 结 晶 晶 粒 尺 寸 小 在 较 高温 度 图 后 ， 未 溶 颗 粒 明显 减 少 ， 但 再 结 晶 晶粒 尺 寸较 大 双 级 固 溶 处 理 图 是 在 ℃ 保温 的基 础 上 ， 升 温 至 ℃ 保 温 ， 和 ℃ 保 温 后 的组 织 相 比 ， 未溶 颗 粒 明显 减 少 ， 而 且 再 结 晶 晶粒 没 有 明 显 长 大 几种 固溶 处 理 制度 下 或 多或 少 都存 在 一 月山二 ︺” 、、︶︵﹄﹃ 一 口、 川，‘…︸一︶ 听门」工一 口 图 喷射成 形 】 超 高强铝 合 金 的显 微组 织 沉 积 态 合金 挤 压 态 沉 积 态 合金 的 射 线衍射 谱 一 】 一 勿 一 ， 伪 一 寸 灯 一