AA 7055鋁合金的時(shí)效析出行為與力學(xué)性能.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了目前最先進(jìn)的商用超高強(qiáng)度鋁合金—AA7055鋁合金的微觀組織及其對(duì)合金性能的影響。主要研究內(nèi)容包括：運(yùn)用多種分析手段詳細(xì)研究進(jìn)口7055-T77鋁合金厚板的組織與性能；利用TEM、HRTEM、DSC和SAXS研究合金時(shí)效過程中微觀組織的變化規(guī)律；通過獲得的微觀組織與強(qiáng)度的定量信息，建立合金的強(qiáng)化模型；通過疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)研究時(shí)效狀態(tài)對(duì)合金抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能的影響。
　　AA7055-T77厚板的微觀組織研究表明，

2、從板材表層到中心，再結(jié)晶程度和亞晶粒尺寸都是逐漸減小的。板材表層主要為剪切型織構(gòu)：{100}<011>、{112}<110>和{111}<110>；中心層為典型的軋制型織構(gòu)：{011}<211>，{123}<634>和{112}<111>。合金的主要強(qiáng)化相為與基體完全共格的盤狀η'相，共格應(yīng)變約為0.0133。盤狀η'相的盤面平均半徑為3.7nm，盤的厚度約為1~3 nm。
　　AA7055-T77厚板的力學(xué)性能研究表明，板材厚度

3、方向不同位置處屈服強(qiáng)度的差異主要與晶粒尺寸和織構(gòu)有關(guān)。L向屈服強(qiáng)度沿板材厚度方向近似呈線性變化：σy=-38.7S+604.8(0≤S≤1)。通過該式可以掌握AA7055鋁合金板材沿厚度方向的強(qiáng)度變化，為板材的實(shí)際應(yīng)用提供指導(dǎo)。
　　TEM、HRTEM、DSC和 SAXS綜合分析表明，AA7055鋁合金在120和160℃時(shí)效過程中的主要析出序列為：SSS→ Small GPI區(qū)→η'(過渡相)→η相(平衡相)。并且某些 GPI區(qū)可

4、以穩(wěn)定地存在于整個(gè)時(shí)效過程中。在時(shí)效過程中η'相的形貌為軸比介于0.2~0.3之間的扁橢球體。
　　時(shí)效析出動(dòng)力學(xué)研究表明，在時(shí)效早期盤狀析出相的盤面半徑和半厚度均與時(shí)效時(shí)間的二分之一次方成線性關(guān)系；在時(shí)效后期，析出相尺寸則與時(shí)效時(shí)間的三分之一次方成線性關(guān)系。時(shí)效過程中析出相體積分?jǐn)?shù)與時(shí)效時(shí)間的變化關(guān)系遵循JMA型表達(dá)式。
　　在微觀組織定量分析的基礎(chǔ)上，綜合考慮了GPI區(qū)和η'相對(duì)合金強(qiáng)度的貢獻(xiàn)，并且分別同時(shí)考察了它們的模

5、量強(qiáng)化機(jī)制和共格應(yīng)變強(qiáng)化機(jī)制，建立了AA7055鋁合金在120和160℃時(shí)效過程中的屈服強(qiáng)度變化模型，確定了合金時(shí)效過程中微觀組織與屈服強(qiáng)度之間的定量關(guān)系。
　　疲勞裂紋擴(kuò)展速率試驗(yàn)結(jié)果表明，AA7055鋁合金板材抗疲勞裂紋擴(kuò)展能力按時(shí)效狀態(tài)由大到小排列為：T77態(tài)>欠時(shí)效態(tài)>峰時(shí)效態(tài)>過時(shí)效態(tài)。晶內(nèi)析出相與基體的共格關(guān)系是導(dǎo)致不同時(shí)效態(tài)合金疲勞裂紋擴(kuò)展速率差異的主要原因。析出相和基體的共格程度越高，合金的抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能越好；