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7000系超高强铝合金相关介绍

7000系超硬铝合金为铝、锌、铜、镁系合金。这类合金是室温强度最高的铝合金,经固溶处理和时效后,其强度达680MPa,其比强度已相当于超强度钢,故名超硬铝。7000系超高强铝合金具有密度低、比强度高、成型性好等优点,是载人飞船、运载火箭和空间站等航天器以及战斗机、导弹及高速车辆的关键结构材料。该合金在T6状态下具有超高强度,但抗腐蚀性能差,通过过时效热处理T7X,可提高其抗应力腐蚀性能,但室温抗拉强度下降幅度较大,这是由晶内析出相的粗化以及无沉淀析出带变宽所致。1974年CINA发明了一种新的热处理方法一回归再时效(retrogression and re-aging,RRA)。RRA处理包括3个步骤:首先对合金进行峰时效处理(T6)(即预时效),然后在较高温度下短时间保温、水淬,最后再进行峰时效。通过RRA处理后的超高强铝合金,不仅抗腐蚀性能提高,而且强度基本保持不变。近年来,越来越多的学者开始研究RRA处理对铝合金抗疲劳性能的影响。经过RRA 处理的A1-Zn-Mg-Cu合金具有较好的抗疲劳损伤性能。一方面是由于与母相共格的可切割粒子弥散分布在晶粒内部,可促进位错的往复切割。另一方面,晶界的无沉淀析出带(precipitates-free zones)比T7451状态的更窄,有利于提高合金的抗疲劳性能。目前,对于Fe和Si杂质含量高的低成本超高强铝合金抗疲劳性能的研究很少。采用传统的工艺(时效温度为T6态温度)不能明显提高该合金的塑性和抗疲劳损伤性能,对传统的RRA工艺进行改进,即降低预时效温度或降低再时效温度,以期使低成本超高强铝合金获得良好的塑性和优良的抗疲劳损伤性能,从而扩大其应用范围。与RRA1工艺相比,经过RRA2和RRA3处理的合金,强度稍有降低,而塑性明显提高。经过RRA2和RRA3处理的合金,疲劳扩展速率明显降低,其中RRA3的疲劳裂纹扩展速率最小,说明降低预时效温度能提高疲劳裂纹扩展抗力。

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