热处理及轧制对FSP加工Al-Zn-Mg-Cu-Sc合金板组织和力学性能的影响

侯远飞，戴海桃，徐峥峥，彭英浩，刘崇宇

(桂林理工大学 材料科学与工程学院，广西 桂林 541004)

Al-Zn-Mg-Cu合金是超高强度可热处理强化铝合金，具有比强度高、导热性优良、良好的耐磨性和焊接性等优点，作为重要的结构材料被广泛应用在军工、汽车与其他工业领域[1-3]。向Al-Zn-Mg-Cu合金中添加钪(Sc)元素，形成Al3(Sc,Zr)相，微米级尺寸的Al3(Sc,Zr)相能够促进合金凝固过程中的非均匀形核，改善铝合金铸态组织，不仅能细化合金晶粒，还可促进组织由树枝晶向等轴晶转化；纳米级Al3(Sc,Zr)相能够有效地钉扎晶界，抑制再结晶和再结晶晶粒粗化，进而优化其力学性能[3-5]。搅拌摩擦加工(FSP)是在搅拌摩擦焊接基础上发展的一项新型铝合金固相加工技术，其原理是利用搅拌头的高速旋转和移动实现材料微观组织细化、均匀化和致密化，该技术可实现材料微观结构及性能优化[6-9]。

目前已有大量关于铝合金搅拌摩擦加工的研究。例如：郭韡等[7]研究了1060(L2)纯铝搅拌摩擦加工前后的显微组织和力学性能，研究表明搅拌摩擦加工后，1060纯铝抗拉强度和伸长率分别都得到了提高；李念军等[10]对7075-T6铝合金搅拌摩擦加工前后的显微组织和力学性能进行了研究，发现经搅拌摩擦加工后合金的加工区晶粒明显细化，但屈服强度和最大抗拉强度均有所下降；张凯等[11]对FSP后的铸态Al-Zn-Mg-Cu合金进行固溶-时效热处理后，发现显微硬度明显提升；本课题组前期曾采用7055-0.25Sc铝合金板材为母材，研究T6热处理对FSP态合金的微观结构与力学性能的影响，结果表明，FSP 7055-0.25Sc铝合金的强度显著低于母材强度，但经过T6处理后试样的力学性能明显改善[12-13]。……