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本文采用室温拉伸和硬度测试方法、X射线物相分析(XRD)、金相(OM)和电子显微分析方法(SEM、TEM)研究了高强高韧H755铝合金在不同固溶制度、不同时效制度以及不同形变热处理后的力学性能、显微组织结构及其变化规律,优化了热处理制度,并从理论上进行了分析和讨论。获得了下列结论:
⑴470℃/1h常规固溶和460℃/2h+490℃/1h强化固溶条件下,H755合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和延伸率分别为87HB、525MPa、347MPa、11%和97HB、549MPa、366MPa、12.1%。强化固溶使得合金的硬度、抗拉强度、屈服强度和延伸率比常规固溶提高了10HB、24MPa、19MPa和1.1%。
⑵120℃/24h时效条件下,470℃/1h常规固溶和460℃/2h+490℃/1h强化固溶相对于常规固溶使得合金时效后的抗拉强度和屈服强度提高了19MPa、21MPa,延伸率仍然保持在较高的水平。
⑶强化固溶条件下,低温长时保温可促使非平衡共晶组织充分扩散和溶解,高温短时保温则提高合金的固溶程度,使平衡相充分固溶。强化固溶处理之后,提高了基体的过饱和度,时效后第二相析出强化加强,这是合金强度提高的主要原因。
⑷H755合金固溶后时效,硬度和强度显著增加,有很强的时效强化效应,460℃/2h+490℃/1h强化固溶、120℃/20h时效条件下合金的抗拉强度、屈服强度和延伸率分别达到756MPa、702MPa和12%。
⑸随时效温度的升高,样品达到峰值时效的时间提前,110℃时效、120℃时效和130℃时效温度下,达到峰值强度的时间分别为24h、20h和5h,峰值时效的抗拉强度分别为759MPa、756MPa和751MPa,屈服强度分别为688MPa、702MPa和725MPa,延伸率仍然保持在12%的高水平。
⑹挤压-固溶-时效状态H755合金和挤压-冷拉-固溶-时效状态H755合金的强度没有明显区别,但是延伸率提高了2-3%。
⑺时效过程中,固溶体分解析出η′(MgZn2)相,随时效时间延长,析出相增加和长大,与此同时晶界上出现平衡相和无沉淀析出带。
8)固溶-预变形-时效后,合金的抗拉强度下降,屈服强度稍有提高,延伸率则显著下降。由于预变形导致位错密度的增加,造成时效过程中η′相和η相不均匀形核和长大,因而降低了合金的强度和塑性。