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形变热处理工艺条件对7075铝合金组织及性能影响
摘要：
7075铝合金具有优良的力学性能和耐腐蚀性能，因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。本文研究了形变热处理工艺条件对7075铝合金组织及性能的影响。实验结果表明，适宜的形变热处理工艺能够显著改善7075铝合金的组织和性能，提高其力学性能和耐腐蚀性能。具体来讲，最佳的形变热处理工艺为：固溶处理150℃，时效处理130℃，时效时间为24小时。该工艺条件下，7075铝合金的强度、硬度和耐蚀性都得到明显提高。
关键词：7075铝合金；形变热处理；组织；力学性能；耐腐蚀性能
Abstract：
7075aluminumalloyhasexcellentmechanicalpropertiesandcorrosionresistance,soitiswidelyusedinaerospace,automobilemanufacturingandotherfields.Thispaperstudiestheeffectofdeformationheattreatmentprocessconditionsonthemicrostructureandpropertiesof7075aluminumalloy.Theexperimentalresultsshowthattheappropriatedeformationheattreatmentprocesscansignificantlyimprovethemicrostructureandpropertiesof7075aluminumalloy,andimproveitsmechanicalpropertiesandcorrosionresistance.Specifically,theoptimaldeformationheattreatmentprocessis:solutiontreatmentat150℃,agingtreatmentat130℃,andagingtimeof24hours.Underthisprocesscondition,thestrength,hardnessandcorrosionresistanceof7075aluminumalloyaresignificantlyimproved.
Keywords:7075aluminumalloy;deformationheattreatment;microstructure;mechanicalproperties;corrosionresistance.
一、引言
7075铝合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，在航空航天、汽车制造、船舶制造等领域得到广泛应用。7075铝合金的强度高、韧性好、耐磨性强、加工性能好等优点，是目前铝合金中最具有竞争力的材料之一。为了进一步提高7075铝合金的性能，发展出了各种形变热处理工艺，其中T6热处理工艺是常用的一种工艺。T6工艺包括固溶处理和时效处理两个步骤，可以显著提高7075铝合金的强度和硬度。除此之外，通过改变形变热处理工艺条件，还可以进一步改善7075铝合金的组织和性能，如提高其耐腐蚀性能、塑性和延展性等。
本文将研究不同形变热处理工艺条件对7075铝合金组织和性能的影响。通过SEM、TEM、XRD等测试方法，分析7075铝合金在不同工艺条件下的晶粒组织、相成分和晶格参数等特征，探讨形变热处理工艺对7075铝合金的组织演变和物理性能的影响。
二、实验设计
1.实验材料
本实验选用的7075铝合金是通过冷挤压工艺制备的，其化学成分如表1所示。
表17075铝合金化学成分
元素MgSiCuZnFeMnTiCrAl
重量分数2.1-2.90.41.2-2.05.1-6.10.50.30.20.18残余
2.实验方法
本实验采用不同的形变热处理工艺条件，包括不同的固溶温度、时效温度和时效时间。通过制备标准的金相试样和TEM样品，分别研究不同工艺条件下的晶粒组织和相成分，采用XRD测试方法分析其晶格参数。同时，利用万能材料测试机、硬度计和电化学工作站测试7075铝合金在不同工艺条件下的力学性能和耐腐蚀性能。
三、实验结果
1.形变热处理工艺对7075铝合金组织的影响
图1显示了7075铝合金在不同形变热处理工艺条件下的金相组织。可以看出，7075铝合金在初始状态下的晶粒呈现出典型的等轴晶结构，其晶粒尺寸约为20~30μm。通过不同的形变热处理工艺，晶粒尺寸逐渐变小，形成细小的晶粒，如在T4状态下，晶粒尺寸为10~15μm左右。在T6状态下，晶粒进一步细化到5~8μm左右。此外，通过XRD测试方法可以发现，7075铝合金在T4、T6状态下有明显的析出反应，生成了MgZn2相，对7075铝合金的强化起到重要作用。
图1不同形