應(yīng)力時(shí)效影響Al-10Zn-3Mg-3Cu合金帶外縱筋筒形件組織性能研究

任賢魏，崔旭，趙熹，薛勇1,

應(yīng)力時(shí)效影響Al-10Zn-3Mg-3Cu合金帶外縱筋筒形件組織性能研究

任賢魏1,2*，崔旭3，趙熹2，薛勇1,2

（1.中北大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，太原 030051；2.國防科技工業(yè)復(fù)雜構(gòu)件擠壓創(chuàng)新中心，太原 030051；3.陸裝駐包頭地區(qū)第一代表室，內(nèi)蒙古 包頭 014032）

研究應(yīng)力時(shí)效條件下Al-10Zn-3Mg-3Cu合金帶外縱筋筒形件筋部試樣的應(yīng)力松弛行為，探明基體應(yīng)力松弛機(jī)制以及強(qiáng)韌性協(xié)同提升機(jī)理。針對淬火態(tài)筋部試樣，設(shè)計(jì)不同的初始應(yīng)力值進(jìn)行應(yīng)力時(shí)效實(shí)驗(yàn)，然后采用數(shù)據(jù)分析與微觀組織形貌表征方法研究試樣組織性能。當(dāng)施加的初始應(yīng)力為250 MPa時(shí)，筋部試樣的應(yīng)力松弛程度可達(dá)85.8%，同時(shí)，試樣抗拉強(qiáng)度為736.40 MPa，屈服強(qiáng)度為697.53 MPa，延伸率為10.96%。在250 MPa應(yīng)力時(shí)效條件下，應(yīng)力松弛機(jī)制主要為晶界Coble蠕變和位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)，位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)促進(jìn)了亞晶的增殖，Coble蠕變使基體晶粒長大，這些行為促使試樣應(yīng)力耗散。同時(shí)，應(yīng)力時(shí)效改變了析出相形態(tài)，發(fā)展了具有孿生界面的復(fù)合析出相。經(jīng)分子動(dòng)力學(xué)計(jì)算可知，該特征微結(jié)構(gòu)有利于基體強(qiáng)韌性的協(xié)同提升。

應(yīng)力時(shí)效；Al-10Zn-3Mg-3Cu合金；應(yīng)力松弛；強(qiáng)韌性；析出相

隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及“雙碳”目標(biāo)的加速實(shí)施，對輕質(zhì)高性能構(gòu)件的需求不斷增加。Al-Zn-Mg-(Cu)（7×××系）鋁合金因其質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高而成為理想選材[1-4]。研究人員通過增加Zn元素含量，實(shí)現(xiàn)了析出相（MgZn2相）體積分?jǐn)?shù)的提升，進(jìn)而使構(gòu)件的力學(xué)性能得以強(qiáng)化[5-6]。在本文采用的鋁合金材料中，Zn的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%，通過鐓擠開坯與反擠壓成形，實(shí)現(xiàn)了高性能鋁合金帶外縱筋筒形件的精確制造，拓展了該構(gòu)件的應(yīng)用范圍?！?br>