本篇文章內(nèi)容由[中國幕墻網(wǎng)]編輯部整理發(fā)布：
7xxx二系鋁合金又稱高強(qiáng)鋁（詞條“鋁”由行業(yè)大百科提供）合金（詞條“合金”由行業(yè)大百科提供）或硬質(zhì)鋁合金，它主要有兩類:中高強(qiáng)度的Al一n一垅合金和高強(qiáng)度的Al一Zn-地一Cu合金。Al一Zn ?dg合金典型代表有了003, 7005、7NOI、7020合金，A卜Zn-地一u合金典型代表有7075、7050, 7449、7085合金0 7x二系鋁合金由于具有密度低、比強(qiáng)度高、加工性能好及焊接（詞條“焊接”由行業(yè)大百科提供）性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天工業(yè)、軌道交通運(yùn)輸、建筑、橋梁、工兵裝備等方面都得到了廣泛的應(yīng)用111.隨著現(xiàn)代制造加工業(yè)的迅速發(fā)展，對7xxx系鋁合金的強(qiáng)度、韌性以及抗應(yīng)力腐蝕(SCR)性能等提出了更高的要求，特別是了xxx系鋁合金在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中普遍以犧牲強(qiáng)度為代價(jià)來降低其應(yīng)力腐蝕(SCC)敏感性的問題需要解決，時(shí)效是決定鋁合金力學(xué)性能的關(guān)鍵工序，通過優(yōu)化時(shí)效工藝可使合金的強(qiáng)度、韌性和耐腐蝕性得到有效改善。為此，本文對目前的7xxx鋁合金的時(shí)效工藝進(jìn)行總結(jié)，為更好的提升鋁合金的性能提供參考。
1. 7xxx鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化原理
金屬材料的強(qiáng)化途徑主要有第二相強(qiáng)化、細(xì)晶強(qiáng)化、加工硬化以及固溶強(qiáng)化，對可熱處理時(shí)效強(qiáng)化的了二二合金來講，時(shí)效工藝對合金的微觀組織和性能有著重要影響。時(shí)效是將浮火后的鋁合金放在室溫條件(自然時(shí)效〕或入工加熱的條件下，使過飽和態(tài)的基體發(fā)生分解，析出港質(zhì)原子聚集區(qū)(GP區(qū))和析出相(沉淀相)的過程。在7xxx合金中，一般認(rèn)為在合金的析出相的析出序列為:SSSS(supersaturated solid solution,過飽和固溶體)一GP區(qū)一ri‘(MgZn,)(過渡相》一A(平衡相〕。若Zn: Mg比較低，一些鋁合金會出現(xiàn)T相(AIXg,Zn,):T相鋁合金在時(shí)效過程中析出序列可表示為:SSSS--GP區(qū)一T(半共格)-T,由于時(shí)效溫度一般低于200℃通常很少在合金中發(fā)現(xiàn)T相，圖1為7xxx鋁合金不同時(shí)效態(tài)的典型的透射微觀組織。
高強(qiáng)Al-Zn 11g-Cu侶合金的微觀組織與性能有著緊密的聯(lián)系，合金的性能主要受合金組織內(nèi)的析出相尺寸、類型及分布的影響，A1一Zn-Mg--Cu的微觀組織主要有三部分組成，即晶內(nèi)析出相(mpt)、晶界析出相相GBP以及晶界周圍的無沉淀析出帶(PFZ)。mpt對合金的強(qiáng)度起決定作用，時(shí)效析出的GP區(qū)和n’相的強(qiáng)化效果好于粗大的平衡相ri相。GSP對合金的抗應(yīng)力腐蝕性(SCR)起主要作用，GSP連續(xù)對合金的韌性和SCR性不利，而較粗大不連續(xù)的分布對合金的抗應(yīng)力腐蝕性有利，經(jīng)過時(shí)效和回歸再時(shí)效熱處理能得到這種組織。PFZ形成理論有貧空位乏理論和貧溶質(zhì)原子理論，PFZ對塑性和SCR的影響尚無定論，一般以為PFZ較窄對韌性和SCR有利;也有人因?yàn)镻FZ對SCR的影響不大主要受PFZ區(qū)的，主要受Cu元索濃度分布影響.時(shí)效強(qiáng)化的效果取決于鋁合金時(shí)效析出相對位錯(cuò)運(yùn)動的相互作用，當(dāng)析出相為GP區(qū)和尺寸較小的ii’相時(shí)，作用機(jī)制主要為位錯(cuò)切割機(jī)（詞條“切割機(jī)”由行業(yè)大百科提供）制;當(dāng)析出相為尺寸較大的n‘相和11相時(shí)，作用機(jī)制主要為位錯(cuò)繞過機(jī)制(奧羅萬機(jī)制)圈。
2.影響時(shí)效的因素
為了研究，~鋁合金的時(shí)效過程的性能演變，通常通過合金的時(shí)效一硬度曲線來表征合金性能隨時(shí)效時(shí)間的變化。合金在時(shí)效過程中一般經(jīng)歷欠時(shí)效、峰時(shí)效、過時(shí)效蘭個(gè)階段，欠時(shí)效階段為合金硬度(強(qiáng)度)逐漸上升過程，該階段合金組織中的GP區(qū)或過渡相砰數(shù)量逐漸增多。峰時(shí)效為合金達(dá)到硬度最大的點(diǎn)，合金的微觀組織為高密度彌散的GP區(qū)和可相。過時(shí)效過程中合金的硬度逐漸降低，組織中的可相的尺寸逐漸長大發(fā)生粗化，同時(shí)發(fā)生可相向粗大的平衡相n轉(zhuǎn)變。部分，~合金還會存在者“雙峰時(shí)效”現(xiàn)象，如宋仁國[31在研究7175合金時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)雙峰時(shí)效現(xiàn)象，第一個(gè)峰值對應(yīng)的顯微組織GP區(qū)，隨著GP區(qū)部分溶解強(qiáng)度降低，然后隨可相數(shù)量逐漸增多形成第二個(gè)峰值。為影響7xxx鋁合金時(shí)效工藝因素。
(1))固溶處理
7xxx系鋁合金的固溶處理(淬火（詞條“淬火”由行業(yè)大百科提供）)是使2n、蠅等溶質(zhì)原子均勻地洛入鋁基體中，以獲得過飽和的固溶體為后續(xù)的時(shí)效作準(zhǔn)各。淬火溫度越高同時(shí)冷卻速度越快，淬火后合金的過飽和度就越大，越利于合金在后續(xù)時(shí)效過程中的沉淀析出，能夠顯著提升合金的力學(xué)性能。然而淬火溫度太高易使鋁合金晶粒粗大，并且可能發(fā)生過燒，淬火冷卻強(qiáng)度過快會導(dǎo)致合金因冷卻不均發(fā)生撓曲變形。對此應(yīng)加強(qiáng)研究7xxx鋁合金的TTP曲線中的淬火敏感性區(qū)間，以便設(shè)計(jì)合理的淬火工藝與運(yùn)用相應(yīng)的精密在線淬火技術(shù)來提升合金的性能。為了滿足部分鋁合金制品性能的特殊要求，部分淬火敏感性高的鋁合金制品還需要離線固溶處理。此外，汪明樸等閉研究指出凡使過飽和空位濃度增加的工藝因素可以加快合金的時(shí)效硬化:如7005鋁合金較高的擠壓溫度、較高的擠壓速度、較快的淬火速度以及過大的擠壓比均在一定程度上加快時(shí)效過程，使合金過早的產(chǎn)生過時(shí)效。
(2)預(yù)變形
7xxx鋁合金制品在時(shí)效前會進(jìn)行預(yù)拉伸以降低淬火過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和變形，時(shí)效前冷變形會縮短到達(dá)硬度峰值的時(shí)間，同時(shí)會降低7xxx系鋁合金的強(qiáng)度，這是因?yàn)?二xx系鋁合金GP區(qū)對合金強(qiáng)化起重要貢獻(xiàn)，GP區(qū)形成必須依靠空位和溶質(zhì)原子的遷移，而預(yù)變形會提高合金中的位錯(cuò)密度，使空位逃逸到位錯(cuò)處，空位數(shù)量減少使GP區(qū)難以形成。同時(shí)鋁合金的中的粗大的平衡相勸相容易在位錯(cuò)處形核，進(jìn)一步便合金的強(qiáng)度降低。韓念梅〔”等人研究了預(yù)拉伸變形程度分別為0%，2.3%和3.1%的7050合金，結(jié)果表明隨變形程度的增加，強(qiáng)度降低，而塑性和斷裂韌性提高。為了改善合金的強(qiáng)度，研究者又研發(fā)了FTMT工藝，該工藝是在合金時(shí)效一段時(shí)間后再進(jìn)行變形，然后在進(jìn)行終時(shí)效，通過該工藝能夠有效地提高合金的強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕。
(3)時(shí)效溫度
時(shí)效溫度對合金的沉淀的析出有很大影響，在不同時(shí)效溫度下，析出相的臨界形核尺寸、類型、以及聚集長大速度都不相同。當(dāng)時(shí)效溫度較低時(shí)，剛開始合金的沉淀相析出較快，合金的時(shí)效強(qiáng)化效果明顯，后期析出相的析出以及長大緩慢，低溫時(shí)效能夠到較高的強(qiáng)度，但是需要較長的時(shí)間才能達(dá)到峰時(shí)效。隨溫度升高:溶質(zhì)原子的擴(kuò)散系數(shù)提高，析出相的沉淀析出的速度增加，同時(shí)溫度高更利于過渡相11‘和平衡相n的形成。當(dāng)合金的時(shí)效溫度逐漸升高時(shí)，合金到達(dá)峰值硬度的時(shí)間縮短，但是峰值硬度會相應(yīng)的降低，圖2為7665合金的時(shí)效硬度曲線。7xxx鋁合金在自然時(shí)效過程中，合金電導(dǎo)率隨著自然時(shí)效時(shí)間的延長逐漸降低，而合金的強(qiáng)度逐漸上升最終趨于平穩(wěn)，而在人工時(shí)效過程中:由于析出較多的亞穩(wěn)定相和平衡相，電導(dǎo)率一般隨時(shí)效時(shí)間的延長逐漸上升。因此，對不同的合金的性能要求選取合適的的溫度。
3.時(shí)效工藝
上一頁12下一頁
