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侯顯智，劉顯東，馮正海，遲福全

(東北輕合金有限責(zé)任公司，黑龍江　哈爾濱150060)

　　摘要：研究了不同時(shí)效制度下7055鋁合金的微觀組織，分析了不同顯微組織對(duì)7055鋁合金性能的影響。

　　關(guān)鍵詞：時(shí)效；晶界；顯微組織

　　7055屬于A1-Zn-Mg-Cu系合金，它具有比強(qiáng)度高、加工性能好及焊接性能優(yōu)良等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空航天及民用工業(yè)等領(lǐng)域。合金顯微組織的微小變化，其性能即可發(fā)生大幅度的波動(dòng)。本文研究不同時(shí)效制度處理的國(guó)產(chǎn)7055鋁合金的微觀組織。

　　1 試樣熱處理及電鏡試樣制備

　　1.1  試樣時(shí)效制度

　　試樣淬火后經(jīng)下列時(shí)效制度處理：

　　(1)120℃　30h，105h，120h，130h，190h；(2)140℃ 8h,28h，140h；(3)120℃ 30h+175℃ 1.5h+120℃ 30h；(4)140℃　28h+175℃ 1.5h+140℃　28h。

　　1.2  電鏡試樣的制備

　　從固溶淬火、時(shí)效處理后的硬度和電導(dǎo)率試樣上，用線切割機(jī)切取電鏡觀察試樣。試樣直徑3mm、厚0.5mm經(jīng)手工打磨，按常規(guī)電解雙噴法制備。

　　2  合金的顯微組織分析

　　2.1  合金在120℃時(shí)效不同時(shí)間的顯微組織

　　從圖1a-1d可以看到，7055合金基體中彌散分布著第二相粒子，晶界上沉淀粒子η相隨著時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而長(zhǎng)大，粒子的間距也增大。隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)，晶界沉淀相兩邊的無析出區(qū)帶變寬。經(jīng)120℃30 h時(shí)效處理，基體析出相非常細(xì)小，幾乎全是球形粒子；經(jīng)120℃105h時(shí)效的組織，基體析出相已有所長(zhǎng)大，除了球形粒子外，還有較多的片狀粒子；經(jīng)120℃130h時(shí)效的組織中，基體析出相進(jìn)一步長(zhǎng)大，粒子間距明顯增大，粒子形狀仍存在球形和片狀兩種；經(jīng)120℃190h時(shí)效的組織中，基體沉淀相進(jìn)一步粗化，粒子間距也很大，沉淀相中仍存在球形粒子，更多的是片狀粒子。

　　2.2  合金在140℃時(shí)效不同時(shí)間的顯微組織

　　從圖可以看出，對(duì)于7055合金來說，140℃8h時(shí)效處理是屬于欠時(shí)效，基體中彌散分布的第二相粒子主要是球形粒子；經(jīng)140℃28 h時(shí)效后，基體中第二相粒子呈彌散分布，粒子形狀為球形和片狀，而較多的是片狀粒子；經(jīng)140℃140h時(shí)效處理，基體組織是典型的過時(shí)效組織，粒子粗大，間距也大。140℃時(shí)效的試樣，晶界上粒子尺寸和間距隨時(shí)效時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，晶界兩邊的無析出區(qū)的寬度也隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而變寬。

圖1 7055合金在120℃時(shí)效不同時(shí)間后的顯微組織

圖2 7055合金在140℃時(shí)效不同時(shí)間的顯微組織

　　2.3 合金在120℃30 h和140℃28 h回歸處理的顯微組織

　　圖3、圖4是7055合金在兩種回歸處理（RRA）制度下的顯微組織照片。140℃28 h回歸處理后的組織，基體沉淀相及晶界析出相已明顯長(zhǎng)大，晶界無析出區(qū)較寬，晶界上粒子粗大，間距也大，似乎已處于過時(shí)效狀態(tài)。而經(jīng)120℃30 h回歸處理后的組織與140℃28 h回歸處理的相比，基體沉淀相尺寸較小，間距也較小，晶界無析出區(qū)也較窄些。但與120℃105 h、120℃130 h時(shí)效處理的組織相比，基體中彌散分布著第二相粒子和晶界上粒子較粗，粒子間距也大，尤其是晶界組織狀態(tài)的變化更為明顯。

圖3 120℃30 h回歸處理后顯微組織

　　3討論

　　7055鋁合金是A1-Zn-Mg-Cu系鋁合金，該合金在120℃時(shí)效，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，先后在30 h、105 h、130h處出現(xiàn)硬化峰，表明合金時(shí)效過程在這些位置有新相析出。前人的研究表明，A1-Zn-Mg-Cu系合金時(shí)效過程中沉淀相析出順序?yàn)椋害粒ㄟ^飽和固溶體）→GP區(qū)→η′相（MgZn₂）→η相（MgZn₂）。7055合金在時(shí)效過程中出現(xiàn)三個(gè)時(shí)效峰，可能與三種相的析出對(duì)應(yīng)，即120℃30 h是GP區(qū)析出，120℃105 h是η′相析出，120℃130 h是η相析出。在A1-Zn-Mg-Cu系合金中，GP區(qū)是Mg、Zn原子在鋁基體中偏聚而形成的球狀原子偏聚區(qū)（見圖la），與基體保持完全共格，在電鏡照片中為球形。η′相是MgZn2的過渡相，在鋁基體中呈圓盤狀，具有六方結(jié)構(gòu)，晶格常數(shù)a＝0.5078 nm、c＝1.395 nm，與基體保持半共格，在電鏡照片中看上去為針狀（見圖lb）。η相是MgZn2平衡相，六