7060铝合金铸锭第二相控制及其对气瓶疲劳性能的影响

南 洋，王瑞东，刘扬涛，何振波*，郭奉斌

（1.沈阳中复科金压力容器有限公司，辽宁 沈阳 110141；2.航桥新材料科技（滨州）有限公司，山东 滨州 256600）

沈阳中复科金压力容器有限公司致力于解决新材料带来的新问题。铝合金中Fe元素形成的脆性相及Cu元素形成的S相，降低了材料的断裂韧性，特别在高强度的7060铝合金中，严重影响了铝合金无缝气瓶的疲劳性能。在铝合金铸锭内Fe元素的含量一定的情况下，如何通过铸锭热处理工艺改进，制造出满足产品安全性能要求的铝合金无缝气瓶是生产厂家需要解决的一个问题。

1 试验用材

试验用7060铝合金铸锭由航桥新材料科技（滨州）有限公司提供，化学成分满足标准ISO 7866：2012《气瓶-可重复充装铝合金无缝气瓶-设计，结构和试验》的要求，铸棒的化学成分实测值如表1所示。

表1 实验用7060铝合金铸锭化学元素

2 铝合金铸锭的传统均匀化工艺研究

（1）实验用铝棒采用传统工艺进行均质化退火。首批气瓶样品经过合理的热处理后，进行压力循环试验，试验结果不满足标准要求，样品瓶泄露后对铝瓶断口进行分析。

（2）对断口进行SEM高倍扫描，如图1所示，能观察到裂纹处分布大量白色颗粒状第二相（图中圆圈标记）。

（3）对图1中圆圈内1点做能谱分析，其成分结果如表2。

表2 点1主要元素含量

通过点1能谱分析结果，能够认为裂纹处广泛分布的第二相为Al7Cu2Fe相，故推测在合金晶界面上断续分布的脆性金属间化合物Al7Cu2Fe相为开裂主要原因，在变形过程中产生该相促进产生微孔聚合型沿晶断裂。……