侯陇刚等：基于厚向组织性能考量的7B50铝合金中厚板回归再时效热处理 ·437· 200nm 200nm 200nm 图4表层试样经T6(a)175-2(b)及180-R4(c~c)工艺处理后品内及品界析出相 Fig.4 Intragranular and grain boundary precipitates in the surface of the T6 (a),175-R2 (b)and 180-R4 (c)treated alloys 在表层试样的晶内也可发生).从图1中强度下降趋 长大和断续分布，图3(a)也很好地反映了这一点.因此， 势可知175℃和185℃回归处理时会引起更多析出相 相较T6态试样，回归再时效态表层和心部试样晶内析出 回熔，使GP区及n相向η或η相转变的更快，并使未 相尺寸虽有所增加，但仍为弥散分布的G区和η强化 能回熔的η相更进一步长大，引起强度的快速降低： 相，而晶界析出相则由T6态的连续分布转变为断续分布， 而165℃回归处理时引起的析出相回熔程度低于175 这显然有助于合金抗应力腐蚀性能的提高。 ℃和185℃，因而其在回归至6h前都能保持较高强 同时，从图1发现回归再时效态心部试样的抗拉 度，至8h才有明显下降，但降速小于前两者.研究认 强度和屈服强度均较表层试样高40~90MPa,显然与 为T6态7xx系铝合金较低的应力腐蚀抗力与其连续 表1所示T6态性能相比，回归再时效处理可在一定程 分布的晶界析出相促进氢脆发生有很大关系，而断续 度上降低表层与心部试样的强度差距(T6态表层和心 分布的晶界析出相可作为捕获晶界氢原子的不可逆陷 部试样的强度差异~90MPa),并明显提升合金的电导 阱，从而有助于改善合金的抗应力腐蚀性能2四.可 率（或应力腐蚀抗力）.虽然回归再时效处理对合金的 见合金抗应力腐蚀性能或电导率明显受析出相演变影 室温力学性能和电导率产生了积极影响，但需注意的 响，特别是晶界析出相的分布状态与应力腐蚀性能密 是回归再时效态合金的拉伸断裂延伸率都低于T6态， 切关联，而析出相对回归处理温度的高度敏感性显然 而这可能会对合金韧性不利.虽然T6态合金的抗应 成为关键控制因素.如采用以180℃作为回归温度的回归 力腐蚀性能不如回归再时效态，但其连续分布的细小 再时效处理工艺处理时，合金电导率变化显著（图1），而 晶界析出相并未造成较宽的晶界无析出带，而回归再 这主要由于该回归温度能引起更明显的晶内析出相回熔 时效处理虽使晶界析出相断续分布并改善了合金的抗 和晶界析出相长大，特别是180-R4表层试样的（亚）晶内 应力腐蚀性能，但却不可避免的使晶界无析出带变宽， 及晶界析出相已较T6及其他回归再时效态更为粗大，这 且其宽度随回归程度增加而增大，如图3所示.这就 意味着此时晶内及晶界析出相的尺寸及分布状态更有利 导致晶界区域，特别是晶界无析出带与晶内强度差增 于合金抗应力腐蚀能力（电导率）的提高，而图1(a)实测 大，使强度较低的晶界无析出带无法承受晶内传递而 数据也与此一致.虽然推荐16⑤℃作为合适的回归温度相 来的高载荷而发生较大塑性变形，加大晶界或晶间断 对较低，但较长的回归时间一定程度上也可确保晶内析 裂倾向，从而导致回归再时效态试样拉伸过程中的较 出相的充分回熔和元素的有效扩散，以及晶界析出相的 早失效以及相对较低的断裂延伸率.另外，回归再时侯陇刚等: 基于厚向组织性能考量的 7B50 铝合金中厚板回归再时效热处理 图 4 表层试样经 T6 ( a) 、175--Ｒ2( b) 及 180--Ｒ4( c ～ e) 工艺处理后晶内及晶界析出相 Fig． 4 Intragranular and grain boundary precipitates in the surface of the T6 ( a) ，175--Ｒ2 ( b) and 180--Ｒ4 ( c--e) treated alloys 在表层试样的晶内也可发生) ． 从图 1 中强度下降趋 势可知 175 ℃和 185 ℃回归处理时会引起更多析出相 回熔，使 GP 区及 η'相向 η'或 η 相转变的更快，并使未 能回熔的 η 相更进一步长大，引起强度的快速降低; 而 165 ℃回归处理时引起的析出相回熔程度低于 175 ℃和 185 ℃，因而其在回归至 6 h 前都能保持较高强 度，至 8 h 才有明显下降，但降速小于前两者． 研究认 为 T6 态 7xxx 系铝合金较低的应力腐蚀抗力与其连续 分布的晶界析出相促进氢脆发生有很大关系，而断续 分布的晶界析出相可作为捕获晶界氢原子的不可逆陷 阱，从而有助于改善合金的抗应力腐蚀性能［22--23］． 可 见合金抗应力腐蚀性能或电导率明显受析出相演变影 响，特别是晶界析出相的分布状态与应力腐蚀性能密 切关联，而析出相对回归处理温度的高度敏感性显然 成为关键控制因素． 如采用以180℃作为回归温度的回归 再时效处理工艺处理时，合金电导率变化显著( 图 1) ，而 这主要由于该回归温度能引起更明显的晶内析出相回熔 和晶界析出相长大，特别是180--Ｒ4 表层试样的( 亚) 晶内 及晶界析出相已较 T6 及其他回归再时效态更为粗大，这 意味着此时晶内及晶界析出相的尺寸及分布状态更有利 于合金抗应力腐蚀能力( 电导率) 的提高，而图 1( a) 实测 数据也与此一致． 虽然推荐165℃作为合适的回归温度相 对较低，但较长的回归时间一定程度上也可确保晶内析 出相的充分回熔和元素的有效扩散，以及晶界析出相的 长大和断续分布，图3( a) 也很好地反映了这一点． 因此， 相较 T6 态试样，回归再时效态表层和心部试样晶内析出 相尺寸虽有所增加，但仍为弥散分布的 GP 区和 η'强化 相，而晶界析出相则由 T6 态的连续分布转变为断续分布， 这显然有助于合金抗应力腐蚀性能的提高． 同时，从图 1 发现回归再时效态心部试样的抗拉 强度和屈服强度均较表层试样高 40 ～ 90 MPa，显然与 表 1 所示 T6 态性能相比，回归再时效处理可在一定程 度上降低表层与心部试样的强度差距( T6 态表层和心 部试样的强度差异 ～ 90 MPa) ，并明显提升合金的电导 率( 或应力腐蚀抗力) ． 虽然回归再时效处理对合金的 室温力学性能和电导率产生了积极影响，但需注意的 是回归再时效态合金的拉伸断裂延伸率都低于 T6 态， 而这可能会对合金韧性不利． 虽然 T6 态合金的抗应 力腐蚀性能不如回归再时效态，但其连续分布的细小 晶界析出相并未造成较宽的晶界无析出带，而回归再 时效处理虽使晶界析出相断续分布并改善了合金的抗 应力腐蚀性能，但却不可避免的使晶界无析出带变宽， 且其宽度随回归程度增加而增大，如图 3 所示． 这就 导致晶界区域，特别是晶界无析出带与晶内强度差增 大，使强度较低的晶界无析出带无法承受晶内传递而 来的高载荷而发生较大塑性变形，加大晶界或晶间断 裂倾向，从而导致回归再时效态试样拉伸过程中的较 早失效以及相对较低的断裂延伸率． 另外，回归再时 · 734 ·