7075合金挤压棒材时效工艺制度研究

1、    7075合金挤压棒材时效工艺制度研究    王成江王树根【摘要】7075合金是超强度硬铝，被广泛应用于飞机机身、机翼等结构件。本文所研究的7075铝合金挤压棒材是作为制造桨叶锻件的毛坯料。根据某飞机制造公司要求，作为毛坯的挤压棒材的力学性能试样需经t73状态热处理（适用于固溶热处理后，经过时效已达到规定的力学性能和抗应力腐蚀指标的产品）后进行检验，力学性能指标引用航空航天用铝合金锻件标准。本文通过对7075合金挤压棒材挤压制度、热处理工艺、抗应力腐蚀试验，确定最优的时效工艺制度。【关键词】7075合金；挤压棒材；双级时效1、试验方案根据多年的生产

2、实践结合最新的铝合金工艺，制定实验方案。7075合金主要用于制造飞机结构和其他要求强度高、抗腐蚀性能强的高应力结构件。经过60余年的发展，7075合金在保持主要合金略有变动的情况下，在向着高纯化（大幅度降低杂质si、fe、mn、ti的含量）的方向发展。以提高合金的塑性、韧性和强度等。本次试验的7075合金化学成分按照gb/t3190变形铝及铝合金化学成分执行。铸锭采用采用均火处理铸锭进行挤压。1.1工艺路线熔炼铸造（过滤）均火车皮铸锭加热挤压切头尾取样试样热处理力学性能试验（含抗应力腐蚀试验）。1.2化学成分化学成分执行gb/t3190变形铝及铝合金化学成分，7075合金化学成分含量如下。si

3、0.25%，fe0.45%，cu含量1.31.8%，mn0.25%，mg含量2.32.8%，cr0.190.25%，zn含量5.26.0%，ti0.10%，zr微量，ni微量，余量为al。7075合金为alznmgcu系合金，在其中加入的镁，可形成强化效果显著的mgzn2，是该合金的热处理效果远远大于铝锌二元合金。1.3铸锭冶金质量要求按类锻件a级氧化膜标准提料。1.4铸锭均火制度选择7075合金均匀化退火主要的组织变化是枝间偏析消除、非平衡相溶解和过饱和的过度元素相沉淀，溶质的浓度逐渐均匀化。在均匀化退火过程中，不溶的过剩相也会聚集、球化。从而达到消除铸锭参与应力，改善铸锭的加工性能的目的。

4、7075合金均火制度为各区温度465，金属温度455470，保溫时间24h。1.5挤压温度选择锻坯毛料要求使用160mm的棒材，采用5000t挤压机挤压，铸锭为405×1000mm，挤压系数为6.9，残料为25mm。挤压铸棒加热温度为，445465，仪表定温465。1.6试样热处理工艺选择淬火：淬火制度按gjb 1694变形铝合金热处理规范执行，选择470±3，试样保温60分钟，淬火水温为室温。时效：用正交试验法，选取四因素三水平进行时效制度试验。双级时效工艺试验方案见表1。1.7抗应力腐蚀试验按gjb2351 航空航天用铝合金锻件规范 c环形试样恒应变应力腐蚀试验方法按g

5、jb2351中附录a执行（每一试验方案均做抗应力腐蚀试验）。1.8验收标准：b450mpa，0.2380mpa，7%。2、试验结果与分析2.1按照表4方案进行试验，试验结果见表2.2.2试验结果分析双级时效的一级时效是al-zn-mg-cu合金的第二项mgzn2从过饱和固溶体中沉淀的过程，以新相形核和长大的方式完成转变，这时第二相组织先形成g.p.区，g.p.通常均匀形核，当其达到一定尺寸，成为随后时效沉淀的核心，二级时效是g.p.区转变为过渡相，最后形成稳定源mgzn2的过程，随着时效温度的提高以及时效时间的延长，合金从峰值时效转变为过时效，此时可显著提高7075合金的抗应力腐蚀能力。从试验结果看，每种试验方案都可满足标准要求，但从综合指标看，第4方案最佳，时效制度为：一级时效125±5，保温5小时，二级时效165±5，保温10小时，通过用此时效制度多次试验，最终将时效制度调整为一级125±5，保温6.5小时，二级175±5，保温8小时。3、结论提料：按类锻件a级氧化膜标准提料，铸锭为405×1000mm挤压工艺：挤压温度430450，仪表定温450。淬火工艺：淬火温度465±3，试样保温60分钟，水淬。时效工艺：一级时效125±5，保温5小时，二级时效165±5，保温10小时。参考文献1王祝