微量Ti、Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

许杰，陈康华，陈送义，董朋轩，廖行知，黄兰萍



微量Ti、Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金组织与性能的影响

许杰，陈康华，陈送义，董朋轩，廖行知，黄兰萍

(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083)

通过拉伸试验、晶间腐蚀与应力腐蚀实验，结合金相观察和高分辨透射电镜分析，研究微量Ti和Cr对Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金弥散相、再结晶与性能的影响。结果表明：在Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金中，添加0.04% Ti(质量分数，下同)可使合金抑制再结晶的能力降低，从而导致合金的力学性能和抗应力腐蚀性能降低；复合添加0.04% Ti和0.04% Cr，形成含有少量Cr的Al3(Zr,Ti)弥散相，合金抑制再结晶的能力显著增强，合金在保持高强度的同时，抗应力腐蚀性能显著提高，抗拉强度为687.6 MPa，屈服强度为651.4 MPa, 比不含Ti和Cr的合金分别提高 15.3 MPa和7.8 MPa,应力腐蚀裂纹萌生时间由161 h延长至306 h。

Al-Zn-Mg-Cu-Zr合金；再结晶；应力腐蚀；力学性能

Al-Zn-Mg-Cu(7XXX系)超高强铝合金具有高强度、低密度以及良好的综合性能，是航空航天领域的重要结构材料[1]。然而，Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金存在由高密度时效析出相在晶界聚集而引发的应力腐蚀断裂问题，严重制约了合金的应用[2−3]。添加和优化微量元素，细化合金晶粒，形成或改变弥散相，抑制合金的再结晶，是提高Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金的力学性能和抗应力腐蚀性能的重要途径[4−5]。Zr元素和Ti元素是Al-Zn-Mg-Cu超高强铝合金中重要的微量元素，存在于多种Al-Zn-Mg-Cu系铝合金(如7055，7150，7075和7085合金)中，具有不同的存在形式和作用[6−9]。微量Ti元素作为晶粒细化剂可细化铸态晶粒，减小铸锭开裂倾向[6−7]。微量Zr形成与基体共格的L12型Al3Zr 弥散相，抑制合金的再结晶，从而提高合金的力学性能和抗腐蚀性能[8]，但Zr偏析导致Al3Zr弥散相在合金中不均匀分布，贫Zr区易发生再结晶[9]。……