材料制備與性能測試
2.1 材料制備
本研究合金的名義化學成分為：7.81%Zn，2.16%Mg，2.26%Cu，0.13%Zr，0.03%Ti。制造工序為半連續(xù)鑄錠（?φ50mm）→鑄錠均勻化→擠壓（φ12mm棒）→固溶處理→多級時效。
2.2 性能測試和組織分析
選擇470℃、480℃、490℃和500℃進行過燒試驗，采用金相法測定合金過燒溫度。拉伸性能按HB5143－80試驗方法測定，應力腐蝕按HB5254－83試驗方法測定。用H－800型透射電鏡對合金的顯微結(jié)構(gòu)進行觀察。
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3 實驗結(jié)果
3.1 固溶處理溫度確定
為確定合金固溶處理溫度，首先需測定其過燒溫度。從圖1金相組織看出鑄錠480℃有輕微過燒，確定為480℃過燒溫度，相應的擠壓棒材的固溶處理溫度為470℃。
圖 1 鑄錠過燒試驗金相組織（480℃）
Fig.1 The optical micrographs of ingot overheat（480℃）
3.2 單級時效時間對電導率的影響
圖2所示為本研究采用的120℃單級時效的時間與電導率關(guān)系曲線。可以看出，隨著時效時間的變化，電導率有一最低點，時間對應約為16h，根據(jù)電導率與強度的對應關(guān)系，此點對應強度最大值（T6狀態(tài)），表1中拉伸性能測試結(jié)果也表明了這一點。電導率隨后升高趨于平緩，考慮電導率與抗蝕性能的對應關(guān)系，選擇120℃/24h為DSA工藝中T6′制度。
圖 2 時效時間與電導率關(guān)系曲線
Fig.2 The curve of ageing time and electrical conductivity
3.3 DSA處理對維氏硬度和電導率的影響
DSA工藝（T6′＋DS＋T6′）中，緩飽和處理（DS）溫度在170～190℃變化時的顯微硬度性能示于圖3。如圖所示，溫度較低（170℃），緩飽和處理后的硬度呈先升高隨后緩慢下降的趨勢；而隨著溫度升高（180℃，190℃），硬度呈下降趨勢，溫度愈高，下降速度愈快。再時效處理后，硬度均高出緩飽和處理時的硬度，但隨著溫度的提高，硬度提高幅度減小。
圖 3 不同溫度緩飽和處理后顯微硬度三
Fig.3 The microhardness of desaturation
treatment at different temperature
本研究不同的緩飽和與再時效處理的電導率變化趨勢相同，即隨緩飽和時間延長，電導率升高，且溫度越高，電導率升高幅度越大。圖4示出170℃緩飽和及再時效處理時的電導率變化。
圖 4 170℃緩飽和及再時效處理后電導率變化曲線
Fig.4 The curve of electrical conductivity at 170℃
desaturation and reaging treatment
3.4 雙級時效對硬度（HV）和電導率的影響
選第一級時效溫度為120℃，其時效時間與155℃和165℃第二級時效的顯微硬度性能示于圖5。如圖所示，第一級時效的時間對第二級時效的顯微硬度影響不大，155℃不同時間時效的硬度均高于165℃時效的硬度，155℃/9h和155℃/12h時效的硬度高于155℃/15h。155℃不同時間時效的電導率性能示于圖6。如圖所示，第一級時效時間對電導率的影響不大，第二級時效隨時效時間增加，電導率增大。
圖 5 不同溫度二級時效的顯微硬度變化
Fig.5 The microhardness of two-step ageing
at different temperature
圖 6 155℃不同時間時效的電導率變化
1-155℃/15h,2-155℃/12h,3-155℃/9h
Fig.6 The curve of electrical conductivity
at 155℃ different time ageing
3.5 DSA和雙級時效對室溫拉伸和抗應力腐蝕性能的影響
緩飽和處理溫度在170～190℃變化時和雙級時效時的室溫拉伸和抗應力腐蝕性能示于下表。表中同時列出T6狀態(tài)的性能數(shù)據(jù)。如圖所示，DSA處理后，屈服強度又恢復到了T6狀態(tài)水平，而抗應力腐蝕性能大大提高。雙級時效處理相對DSA處理，抗蝕性能相當，室溫拉伸性能降低。
表 不同狀態(tài)合金的性能
Table The properties of alloy at different temper
| 狀 態(tài) | 處理制度 | σb | σ0．2 | δ | SCC(應力/ 開裂時間)/MPa。d－1 |
| /MPa | /% | ||||
| T6 | 120℃/16h | 677 | 630 | 12.6 | 400/19 |
| T6′ | 120℃/24h | 653 | 608 | 15.1 | - |
| DSA | 170℃/2.5h 180℃/1.5h 190℃/1h |
647 652 567 |
633 633 538 |
13.6三維 12.0 13.0 |
400/61" -三 - |
| 雙級 | 120℃/8h＋155℃/12h 120℃/8h＋155℃/15h |
640 620 |
619R 595 |
13.3 13.4 |
400/70 - |
| 4 結(jié)果分析和討論 按照DSA時效工藝理論，第一階段強度應明顯低于峰值時效強度，只是使合金元素集中形成細的島分布；第二階段較高溫度時效時，使已形成的島穩(wěn)定化，在晶界上元素向島集中從而減小晶界和晶內(nèi)的電位差，提高抗腐蝕性能，反映出的顯微組織特征為晶界相粗化，間距加大,另一方面，在高溫加熱下可能使晶內(nèi)析出新相，即所謂二次硬化，提高合金強度［2］；第三階段時效，利用殘余過飽和度提高強度，而晶界有利相分布保留下來。圖7b顯示出170℃緩飽和再時效的組織特征，相對峰值時效組織（圖7a所示）晶界析出相尺寸明顯不同，而晶內(nèi)組織變化不大。圖7c為雙級時效的組織特征，是典型的過時效狀態(tài)組織，晶內(nèi)和晶界相尺寸均有明顯的長大。: 從圖3、圖5和表1的數(shù)據(jù)分析，DSA處理以170℃和180℃緩飽和溫度處理較好，考慮工業(yè)化生產(chǎn)厚零件時效時間加長，以170℃為更佳，時效時間可在1～3h之間選擇。 |
圖 7 不同狀態(tài)TEM照片
（a）T6；（b）DSA；（c）雙級時效三
Fig.7 The TEM micrographs of different temper
（a）T6；（b）DSA；（c）two-step ageing
5 結(jié)論
?。?）本研究合金的固溶處理溫度為470℃。
（2）從強度和抗腐蝕綜合性能考慮，所研究的超高強鋁合金選用DSA工藝處理更為合理。
