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7003(LC12)高強鋁合金化學成分航空航天鋁合金的組織及性能研究
發(fā)布人：上海艾荔艾金屬材料有限公司www.85978597.cn
更新時間：2014-02-20
?7003鋁合金屬于Al-Zn-Mg系高強鋁合金，具有良好的熱變形能力和加工性能，具有優(yōu)良的可焊性，焊接后可以自動時效，有良好的疲勞強度。近年來，7003鋁合金的應用越來越廣泛，其被廣泛應用于航空航天、汽車工業(yè)領域。提高7003鋁合金的性能可以進一步拓寬材料的應用領域。由于細化晶粒可改善鋁合金的塑性變形能力，因此，研究鋁合金的晶粒細化方法具有重要的理論意義和應用意義。作為細化晶粒的方法之一，等徑角擠壓研究受到了越來越多材料工作者的重視。等徑角擠壓(ECAP)與其他制備超細晶的方法相比，ECAE工藝簡單、生產成本低、且克服了其它工藝制備的試樣中有空隙、致密性差、以及大尺寸坯體難以生產等缺點，日益受到國內外科學家的關注，具有良好的應用價值和前景。
目前，采用ECAP研究的材料種類已較多，研究范圍還在繼續(xù)擴大，但有關7003鋁合金的相關報告還較少。為此，對7003鋁合金經ECAP處理后的組織與性能的影響進行了研究。鑒于此，本實驗主要對Bc路徑4道次等徑角擠壓后的7003鋁合金材料的顯微組織與室溫力學性能進行了研究。
采用7003鋁合金作為原材料，合金的供貨處理狀態(tài)為是T1，其化學成分為（質量分數(shù)，%）：5.67Zn，0.76Mg，0.08Cu，0.003Cr，0.11Fe，0.04Si，0.26Mn，0.05Ti，0.003Pb，余量為Al。將原始材料加工成10mm×10mm×30mm的試樣，然后對試樣進行退火處理，退火工藝為400℃×150min，然后隨爐冷卻至室溫。本次實驗所使用的等徑角擠壓模的?？诪?/span>10mm×10mm的方形，將材料在室溫下擠壓,模具由兩個具有相同橫截面的通道相貫成L形，內角Φ為90°，外角Ψ為30°。為了減小摩擦，在試樣和模具內壁涂上MoS2潤滑油。在擠壓時，與通道形狀一致且潤滑良好的試樣放入其中一個通道，在壓力作用下，試樣從另一個通道中擠出，在兩通道相交處產生近似理想的純剪切塑性變形。
7003鋁合金在經過等徑角擠壓變形后，晶粒形貌發(fā)生了變化，晶粒被剪切破碎，4道次后，晶粒尺寸從原始態(tài)60～90μm細化到了3μm以內，細化效果較為明顯。隨擠壓道次的增加，材料內部位錯密度顯著升高，但到了4道次，位錯密度不再增加反而減少，位錯纏結逐漸轉變成細小的亞晶粒。隨加工道次的增加，7003鋁合金的力學性能顯著改善。四道次擠壓后，7003鋁合金的屈服強度由249MPa增加到了410MPa；試樣X面的顯微硬度從退火態(tài)的83.31HV增長到了134.82HV。
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