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 ·505· (a) (c) 0.1m 0.1m 0.14m (e) 0.1um 0.1m 图5挤压态和不同热处理后的TEM明场相.(a)挤压态：(b)480℃13h:(c)450℃3h+480℃3h:(d)480℃3h+120℃/ 24h:(e)450℃3h+480℃3b+120℃24h Fig.5 TEM images of microstructure of the as-extruded sample and the samples after different heat treatments:(a)as-ex- trusic0n:(b)480℃/3h:(c)450℃3h+480℃3b:(d480℃/3h+120℃24h:(e)450℃3h+480℃3h+120℃24b (GP区)，晶界处离散分布着少量椭圆形的析出 文献[]认为：当晶界无沉淀析出带的宽度在 相（其尺寸比单级固溶时效后的粗大析出相小）， 0.10.2μm之间时，抗拉强度基本不变.其实验结 在晶界处还有无析出带， 果得出，7000系铝合金宽度变化在0.2m左右 A-Zn-MgCu系合金的时效析出顺序通常 时，P℉Z不会明显影响抗拉强度和延伸率，本实 为：a(过饱和固溶体)GP区一n'过渡相MgZn) 验两种处理制度下的PFZ宽度均不足0.1m,因 一n平衡相(MgZn)阿.高强铝合金中基体沉淀相 而对材料的力学性能基本无影响. 和晶界沉淀相的结构、尺寸、分布以及晶界无沉 2.2不同的热处理工艺对喷射成形A-Zn-Mg 淀析出带(P℉Z)的特性基本决定了合金的性能. Cu合金力学性能的影响 本实验用合金的时效处理制度为120℃保温24h 分别对时效后的两组样品进行力学性能测 的单级峰值时效处理制度，此时基体沉淀相结构 试.测试结果如表1所示，从表1各项数据可以看 以GP区为主，并有少量7'相.GP区属均匀形核， 出，双级固溶时效和单级固溶时效后的力学性能 在固溶体基体中均匀分布，而过渡相及平衡相由 相比，抗拉强度和屈服强度o,分别提高30MPa 于与基体部分共格或非共格，形核界面能高，因 左右，并且抗拉强度突破了800MPa,延伸率6也 而优先在大角度晶界，有其他夹杂相的界面、亚 有所提高，力学性能的变化与显微组织分析结果 晶界以及位错等部位形核.透射电镜能谱分析表 一致. 明，晶界沉淀相为7'或n相(Mg☑n.它们相对于 表1固溶时效后合金的室温拉伸性能 基体有一定的可动性，在变形过程中会阻碍晶界 Table 1 Tensile properties of alloys after solid-solution 的相对运动，因而降低了材料的韧性和塑性，单 and aging 级固溶时效和双级固溶时效后的组织相比，晶内 热处理制度 /MPa o,/MPa 6/% 组织并无很大差异，但晶界析出物明显不同.单 480℃/3h+120℃24h 773 765 6.2 级固溶时效后晶界析出的第二相质点尺寸较大， 450℃3h+480℃/3h+ 806 797 7.5 而且部分晶界处出现连续网状分布，这对合金的 120℃24h 性能极为不利，容易在相界面生成裂纹，严重降 总体来说，双级固溶和时效处理后的组织要 低了合金的力学性能，而双级固溶时效后析出的 比单级固溶处理得到的组织理想，各项力学性能 分散的尺寸较小的颗粒影响较小，因此采用双级 也有所提高.单级固溶处理后的组织，虽然回溶 固溶处理对本实验合金较为有利. 颗粒也较多，但再结晶晶粒尺寸较大：而双级固、 铂 郝 广瑞 等 喷射 成 形 超 高强 度 】 一 ‘ 合 金 的 固溶 处 理 图 挤 压 态和 不 同 热 处理 后 的 明 场 相 挤 压 态 伪 ℃ ℃ ℃ ， 加 ℃ ℃ 一 触 一 ℃ ， ， 卜 区 ， 晶界 处 离 散 分布 着 少 量 椭 圆形 的析 出 相 其 尺 寸 比单 级 固溶 时效后 的粗 大 析 出相 小 ， 在 晶 界 处还 有 无 析 出带 一 一 系 合 金 的 时 效 析 出顺 序 通 常 为 过 饱 和 固溶 体 一 区一专 ‘ 过 渡 相 一冲平 衡 相 珑 ‘ 高 强 铝 合 金 中基 体 沉 淀相 和 晶界 沉 淀 相 的结 构 、 尺 寸 、 分 布 以及 晶 界无 沉 淀 析 出带 的特 性 基 本 决 定 了合 金 的性 能 本 实 验 用 合 金 的 时 效 处 理制 度 为 ℃ 保 温 的单 级 峰值 时效处 理制度 ， 此 时基 体 沉 淀 相 结 构 以 区 为主 ， 并 有 少 量 叮 ‘ 相 区 属 均 匀 形 核 ， 在 固溶 体 基 体 中均 匀 分 布 而过 渡 相及 平 衡 相 由 于 与 基 体 部 分 共 格 或 非共 格 ， 形 核 界 面 能 高 ， 因 而 优 先 在 大 角度 晶界 ， 有其 他 夹 杂 相 的 界 面 、 亚 晶界 以及 位 错 等 部 位 形 核 透 射 电镜 能谱 分析表 明 ， 晶 界沉 淀 相 为 叮 ‘ 或粉相 珑 它 们 相 对 于 基 体有 一 定 的可 动 性 ， 在 变 形 过程 中会 阻碍 晶界 的相 对 运 动 ， 因 而 降低 了材 料 的韧 性 和 塑 性 单 级 固溶 时效和 双 级 固溶 时效 后 的组 织 相 比 ， 晶 内 组 织 并无 很 大 差 异 ， 但 晶 界析 出物 明显 不 同 单 级 固溶 时效 后 晶界析 出的第 二 相质 点 尺 寸较 大 ， 而 且部 分 晶界 处 出现 连 续 网状 分 布 ， 这 对合 金 的 性 能极 为 不 利 ， 容 易在 相 界 面 生 成 裂 纹 ， 严 重 降 低 了合 金 的力 学性 能 ， 而 双 级 固溶 时效后 析 出 的 分 散 的尺 寸较 小 的颗 粒 影 响较 小 ， 因此 采 用 双 级 固溶 处 理 对 本 实 验 合 金 较 为 有 利 文 献 认 为 当 晶界无 沉 淀 析 出带 的 宽度在 。 一 卿之 间 时 ， 抗 拉 强度基 本 不 变 其 实验 结 果 得 出 ， 系 铝 合 金 宽度 变化 在 林 左 右 时 ， 不会 明 显 影 响抗 拉 强 度 和 延伸 率 本 实 验 两 种 处 理 制 度 下 的 宽度均 不 足 林 ， 因 而 对 材 料 的力 学 性 能基 本 无 影 响 不 同 的 热处 理 工 艺 对 喷射 成 形 卜 一 于 合金 力学 性 能的 影 响 分 别 对 时 效 后 的两 组 样 品进 行 力 学 性 能 测 试 测试结 果如 表 所 示 从表 各 项数据 可 以看 出 ， 双 级 固溶 时效和 单 级 固溶 时效 后 的力学性 能 相 比 ， 抗 拉 强度 民 和 屈 服 强度 分 别提 高 左 右 ， 并 且 抗 拉 强度 突 破 了 ， 延 伸 率 咨也 有所 提 高 力学性 能 的变化 与显 微 组 织 分析 结果 一 致 表 固 溶 时效 后 合 金 的室 温 拉伸 性 能 钾 触 一 。 热 处 理 制度 氏 氏 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ︸ 勺八“了气 ︸ ‘ ︸ ︶、﹃ 总 体来 说 ， 双 级 固溶 和 时效 处理 后 的组 织 要 比 单 级 固溶 处理 得 到 的组 织 理想 ， 各 项力 学性 能 也 有 所 提 高 单 级 固溶 处 理 后 的组 织 ， 虽 然 回溶 颗 粒 也 较 多 ， 但 再 结 晶 晶粒 尺 寸较 大 而双 级 固