热变形(压缩、ECAP)-预回复对7085铝合金挤压材组织性能及各向异性的影响

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7085铝合金具有良好的综合性能,已经在武器装备、航空航天等领域获得广泛应用。本文以自主熔炼的7085铝合金(Al-7.0Zn-1.41Mg-1.50Cu-0.14Zr-0.023Sr)为实验对象,通过金相组织、EBSD、XRD、硬度及电导率、拉伸性能、晶间腐蚀及剥落腐蚀试验,研究了热变形(压缩、ECAP)—预回复对7085铝合金挤压材组织性能及各向异性的影响。结论如下:(1)研究了热压缩—固溶—时效下7085铝合金的组织性能及各向异性。结果表明,热压缩—固溶态下合金内部发生再结晶,不同取样方向的金相组织存在明显差异,平均晶粒尺寸关系为Y(横向)<X(轴向)<Z(压缩方向);7085铝合金的合金化程度低,促进了再结晶,其力学性能的各向异性不明显,在100℃和120℃两种时效温度下不同方向的硬度峰值相差较小,T6和T76时效下的抗拉强度及屈服强度的差异也较小(10MPa以内),T76时效下的强度高于T6时效,但塑性降低。合金的抗腐蚀性能存在各向异性,同时T76时效下的抗腐蚀性能优于T6时效。(2)研究了热压缩—预回复—固溶—时效下7085铝合金的组织性能及各向异性。结果表明,固溶前的预回复处理抑制了再结晶,细化了平均晶粒尺寸(Y方向仅为10.650μm),提高了小角度晶界比例,改善了晶粒的等轴性。相比于热压缩—固溶态,预回复处理提高了合金的硬度,同时电导率降低,对屈服强度和抗拉强度影响不大,塑性降低,在不同时效制度下,合金不同取样方向的硬度、电导率和强度差异很小,力学性能的各向异性不明显。与T6时效相比,T76时效下具有更高的抗拉强度和屈服强度,但塑性下降。预回复对抗晶间腐蚀性能提高显著,T76下Y方向晶间腐蚀深度仅为19.65μm,腐蚀等级达到二级,同时抗剥落腐蚀性能也有所提高,合金抗腐蚀性能存在各向异性。(3)研究了热压缩—ECAP—预回复—固溶—时效态下7085铝合金不同方向的组织与性能。结果表明,ECAP加工促进了合金的再结晶和晶粒长大,晶粒分布更均匀,大幅改善了等轴性,消除了织构,合金内部产生较多亚晶,但小角度晶界比例下降。ECAP加工后合金的硬度降低,电导率有所提高,同时在保持塑性变化不大的情况下,大幅提高了抗拉强度和屈服强度,在T76时效下,其抗拉强度和屈服强度分别达到544.83 MPa和524.43 MPa。合金的抗晶间腐蚀性能降低,但抗剥落腐蚀性能提高,同时ECAP调控了7085铝合金抗剥落腐蚀性能的各向异性。(4)研究了热压缩—ECAP—热压缩—预回复—固溶—时效下7085铝合金的组织性能及各向异性。结果表明,ECAP后续增加的热压缩处理进一步促进了合金的再结晶,消除了大部分ECAP加工后的位错和亚晶,小角度晶界比例提高,平均晶粒尺寸变大。热压缩对合金硬度和电导率峰值大小影响不大,抗拉强度和屈服强度降低,塑性变化不大,同时力学性能的各向异性变大。抗晶间腐蚀性能和抗剥落腐蚀性能均有提高,但是相比于热压缩—ECAP—预回复—固溶—时效处理,其抗腐蚀性能的各向异性变大。
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