7系鋁合金的時(shí)效處理

7xxx系鋁合金屬Al-Zn-Mg-Cu系超硬鋁，該合金在航空工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。其特點(diǎn)是熱處理強(qiáng)化效果特別好，在150℃以下有高的強(qiáng)度，有優(yōu)異的低溫強(qiáng)度，特別適用于制造飛機(jī)結(jié)構(gòu)及其他要求密度小、強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的高應(yīng)力結(jié)構(gòu)體。時(shí)效工藝是7系鋁合金獲得高強(qiáng)度的關(guān)鍵工藝。7系鋁合金時(shí)效處理的目的是從過飽和固溶體中析出第二相以達(dá)到對(duì)合金基體的強(qiáng)化作用。單級(jí)時(shí)效采用單一的溫度、一定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行時(shí)效處理。雖然通過最大密度的基體沉淀相析出使其具有最高強(qiáng)度，然而達(dá)到峰值后晶界上分布著較粗大的連續(xù)鏈狀質(zhì)點(diǎn)。這種晶界組織對(duì)應(yīng)力腐蝕和剝落腐蝕十分敏感，在實(shí)際應(yīng)用中很難發(fā)揮其綜合性能。由此發(fā)展出一些效果更好的時(shí)效處理工藝。

一、雙級(jí)時(shí)效

雙級(jí)時(shí)效即2個(gè)階段的時(shí)效：第一階段是低溫預(yù)時(shí)效,相當(dāng)于析出相成核階段;第二階段是高溫時(shí)效，為穩(wěn)定化階段，是目前較為常用的時(shí)效工藝。雙級(jí)時(shí)效后合金晶界上分布著斷續(xù)的沉淀相，這種晶界組織提高了抗應(yīng)力腐蝕性能，但基體中強(qiáng)化相粗化，使合金強(qiáng)度下降10%~15%，同時(shí)也導(dǎo)致了塑性和韌性不同程度的下降。優(yōu)化后的雙級(jí)時(shí)效工藝在原雙級(jí)時(shí)效處理后增加了塑性變形步驟，使合金性能得到最佳的配合，不僅能保持普通雙級(jí)時(shí)效的高強(qiáng)、高韌、高抗應(yīng)力腐蝕性能，還能改善合金的抗剝落性、抗疲勞性、淬火敏感性等，可以滿足更高的服役條件。

二、回歸再時(shí)效

這個(gè)工藝分為三個(gè)階段：第一階段，在較低溫度下進(jìn)行峰值預(yù)時(shí)效，析出η′相；第二階段，在較高溫度下進(jìn)行短時(shí)回歸處理，經(jīng)回歸處理后，晶內(nèi)的η′又都溶解到固溶體內(nèi)，晶界上連續(xù)鏈狀析出相合并和集聚，不再連續(xù)分布，這種晶界組織提高了抗應(yīng)力腐蝕和剝落腐蝕性能，但是晶內(nèi)η′相的溶解大大降低了合金的強(qiáng)度；第三階段，在較低溫度下再時(shí)效，達(dá)到峰值強(qiáng)度，晶內(nèi)重新析出細(xì)小彌散的部分共格η′相，晶界仍為不連續(xù)的非共格析出相。這種工藝處理后，合金晶內(nèi)組織與單級(jí)時(shí)效峰時(shí)效的晶內(nèi)組織相似，晶界組織則與雙級(jí)時(shí)效后的晶界組織相似。這種組織綜合了峰時(shí)效和雙級(jí)時(shí)效的優(yōu)點(diǎn)，使合金同時(shí)具有良好的抗應(yīng)力腐蝕性能和強(qiáng)韌性。但是該工藝過程比較復(fù)雜，工藝參數(shù)較多且難以控制，故影響了其在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)用性。

三、雙峰時(shí)效