·1580 工程科学学报，第41卷，第12期 (a 00 nm 200m 200nm 图3不同时效制度下7020铝合金品界处TEM图.(a)T5态：(b)T73态：(c)T514态：(dT5I6态 Fig.3 TEM images of grain boundaries of 7020 aluminum alloy under different ageing treatments:(a)T5;(b)T73;(c)T514:(d)T516 正是这些弥散分布的细小析出相，使T5I4态合金 出带(PFZ)的宽度对材料抗应力腐蚀性能起着关 具有较好的室温拉伸性能 键性的影响作用.据文献报道20-2)，通常在7xxx 由图1(c)和(d)对比可知，通过在T5I4基础上 铝合金中，晶界析出相与基体间的腐蚀电位差会 进行高温再时效，即T56时效后，晶内析出相继续 使品界析出相作为阳极优先溶解，连续分布的品 增多且明显发生长大.这是因为，长时间低温时效 界析出相会形成阳极腐蚀通道加速析出相的腐蚀 产生的大量细小GP区为高温再时效阶段n'相的 和应力腐蚀裂纹的扩展，而粗大、断续的晶界析出 形成提供了形核基点).此外，因长时间低温时效 相可有效减缓晶界处作为阳极被腐蚀的过程.此 减缓了相的析出、长大速率，使材料基体在高温再 外，断续、粗大的晶界析出相可促进氢原子聚集形 时效前依然保留了较多的Zn、Mg溶质含量，较高 成氢分子逸出界面，减少了晶界处的氢原子含量、 的过饱和度促进了高温再时效阶段GP区的再次 抑制了氢脆现象的发生， 析出和n'相的进一步形成、长大，使T516态合 由图3可看出4种时效态合金的晶界处产生 金晶内析出相较T514态相比体积分数更高，析出 了完全不同的析出相形貌.T5态晶界析出相呈细 相更加粗大密集，而这些新产生的析出相使材料 长条状，且分布连续，为腐蚀电流提供了通道：而 得到了进一步的强化，力学性能得到再次提升，室 T73态晶界析出相粗大且离散，析出相之间间距明 温拉伸性能明显优于T5I4态及传统T5、T73态 显宽于其他三种时效态样品，这有效阻断了腐蚀 合金 通道，减缓了应力腐蚀开裂的发生与蔓延，故 3.2时效对合金慢应变速率拉伸应力腐蚀性能的 T73态样品抗应力腐蚀性能最好.T5I4态合金因 影响 长时间低温时效阶段温度较低，溶质扩散驱动力 目前针对Al-Zn-Mg系合金抗应力腐蚀性能 相对较小，因此仅在晶界处生成了大量细小点状 的研究众多，涉及的材料应力腐蚀机理多种多样， 析出相.数量众多、密集分布的晶界析出相簇拥 其中被普遍认同的主要有阳极溶解理论(AD)及 在晶界处，彼此间距较短，为腐蚀电流提供了一个 氢致开裂理论(HⅢC),在这两种理论中，晶界析 链状的阳极腐蚀通道，使腐蚀裂纹沿晶界快速蔓 出相的数量、大小、分布形貌及晶界处无沉淀析 延.而在T5I6时效制度中，受随后的高温再时效正是这些弥散分布的细小析出相，使 T5I4 态合金 具有较好的室温拉伸性能. 由图 1（c）和（d）对比可知，通过在 T5I4 基础上 进行高温再时效，即 T5I6 时效后，晶内析出相继续 增多且明显发生长大. 这是因为，长时间低温时效 产生的大量细小 GP 区为高温再时效阶段 η’相的 形成提供了形核基点[17] . 此外，因长时间低温时效 减缓了相的析出、长大速率，使材料基体在高温再 时效前依然保留了较多的 Zn、Mg 溶质含量，较高 的过饱和度促进了高温再时效阶段 GP 区的再次 析出和 η ’相的进一步形成、长大[18] ，使 T5I6 态合 金晶内析出相较 T5I4 态相比体积分数更高，析出 相更加粗大密集. 而这些新产生的析出相使材料 得到了进一步的强化，力学性能得到再次提升，室 温拉伸性能明显优于 T5I4 态及传统 T5、 T73 态 合金. 3.2    时效对合金慢应变速率拉伸应力腐蚀性能的 影响 目前针对 Al–Zn‒Mg 系合金抗应力腐蚀性能 的研究众多，涉及的材料应力腐蚀机理多种多样， 其中被普遍认同的主要有阳极溶解理论（AD）及 氢致开裂理论（HIC） [19] ，在这两种理论中，晶界析 出相的数量、大小、分布形貌及晶界处无沉淀析 出带（PFZ）的宽度对材料抗应力腐蚀性能起着关 键性的影响作用. 据文献报道[20−21] ，通常在 7xxx 铝合金中，晶界析出相与基体间的腐蚀电位差会 使晶界析出相作为阳极优先溶解，连续分布的晶 界析出相会形成阳极腐蚀通道加速析出相的腐蚀 和应力腐蚀裂纹的扩展，而粗大、断续的晶界析出 相可有效减缓晶界处作为阳极被腐蚀的过程. 此 外，断续、粗大的晶界析出相可促进氢原子聚集形 成氢分子逸出界面，减少了晶界处的氢原子含量、 抑制了氢脆现象的发生. 由图 3 可看出 4 种时效态合金的晶界处产生 了完全不同的析出相形貌. T5 态晶界析出相呈细 长条状，且分布连续，为腐蚀电流提供了通道；而 T73 态晶界析出相粗大且离散，析出相之间间距明 显宽于其他三种时效态样品，这有效阻断了腐蚀 通道 ，减缓了应力腐蚀开裂的发生与蔓延 ， 故 T73 态样品抗应力腐蚀性能最好. T5I4 态合金因 长时间低温时效阶段温度较低，溶质扩散驱动力 相对较小，因此仅在晶界处生成了大量细小点状 析出相. 数量众多、密集分布的晶界析出相簇拥 在晶界处，彼此间距较短，为腐蚀电流提供了一个 链状的阳极腐蚀通道，使腐蚀裂纹沿晶界快速蔓 延. 而在 T5I6 时效制度中，受随后的高温再时效 (a) (b) (c) (d) 200 nm 200 nm 200 nm 200 nm 图 3    不同时效制度下 7020 铝合金晶界处 TEM 图. (a) T5 态；(b) T73 态；(c) T5I4 态；(d) T5I6 态 Fig.3    TEM images of grain boundaries of 7020 aluminum alloy under different ageing treatments：(a) T5；(b) T73；(c) T5I4；(d) T5I6 · 1580 · 工程科学学报，第 41 卷，第 12 期