Summary：超高強(qiáng)鋁合金最早出現(xiàn)在20世紀(jì)50年代，那是工藝發(fā)展不完善，在應(yīng)力腐蝕以及缺口敏感上都存在一定問題，使其在應(yīng)用方面并未得到重視。但隨著科技的發(fā)展，抗控技術(shù)突破了發(fā)展瓶頸，對結(jié)構(gòu)材料的要求也越來越高，減重、耐腐蝕、強(qiáng)度高已成為鋁合金必然發(fā)展趨勢。

　　超高強(qiáng)鋁合金的硬度比較高、強(qiáng)度比較大，是一種應(yīng)用范圍比較廣泛的鋁合金材料。超高強(qiáng)鋁合金的制作成本相對較低，在民用領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用都比較廣泛。我國關(guān)于超高強(qiáng)鋁合金的研發(fā)時(shí)間起步相對較晚，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科技水平在不斷加強(qiáng)，目前超高強(qiáng)鋁合金在我國的制備方法也越來越多。

　　Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金就是超高強(qiáng)鋁合金，又稱為7系鋁合金，其優(yōu)點(diǎn)就是強(qiáng)度、硬度、耐用性、經(jīng)濟(jì)性較好，又能夠耐腐蝕，被航天航空領(lǐng)域廣泛使用。超高強(qiáng)鋁合金的研究路程較為坎坷，從1923年開始，外國科學(xué)家就對鋁合金進(jìn)行研究，通過加入各種元素來調(diào)整其硬度和強(qiáng)度等，雖然通過研究強(qiáng)度是加強(qiáng)了，但是其抗應(yīng)力耐腐蝕性均無法達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。國外的超高強(qiáng)鋁合金研究主要方向都是想著高強(qiáng)度、高韌性、耐腐蝕性方向發(fā)展，其合金化程度越來越高，雜質(zhì)含量越來越低，純度越來越純，各種元素搭配使其達(dá)到最優(yōu)模式。國內(nèi)的超高強(qiáng)鋁合金研究起步較晚，八十年代處開始研究高強(qiáng)高韌鋁合金材質(zhì)用于航空領(lǐng)域，投入大量的人力物力，到2000年我國超高強(qiáng)鋁合金的發(fā)展程度已經(jīng)達(dá)到了國外90年代中期的水平，在近十年中，我國更是致力于研究特高強(qiáng)度鋁合金，目前研究取得了非常大的進(jìn)展，技術(shù)領(lǐng)先于國際水平，并且應(yīng)用廣泛，能夠突破傳統(tǒng)金屬的制造范圍。

　　超高強(qiáng)鋁合金中Zn含量大于3%，Cu的含量大于Mg的含量，Mg含量大于1%。九游官網(wǎng)app其中Cu是超高強(qiáng)鋁合金極其重要的元素，它能夠改善晶體結(jié)構(gòu)，提高抗腐蝕性能。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Zn/Mg比例較小時(shí)，Cu含量越高就越脆，韌性越差，反之比值變大，韌性越好。所以超高強(qiáng)鋁合金的搭配比例是關(guān)鍵，除了這些元素外，還有微量元素的添加。在超高強(qiáng)鋁合金中，鐵和硅不僅是雜質(zhì)，還能破壞鋁合金的性能，由于它們在高溫中很難溶解，熱加工的時(shí)候就容易變形，使得機(jī)體發(fā)生空隙，產(chǎn)生裂痕直接降低了合金的韌性。

　　合金的性能受到多方面的影響：一是基體沉淀相。合金有較高的強(qiáng)度主要是由于合金的基體組織，在固溶處理后，基體組織隨著時(shí)間的變化發(fā)生變化，沉淀相質(zhì)點(diǎn)分?jǐn)?shù)越大，分布廣且均勻，則抗應(yīng)力腐蝕性及韌性就強(qiáng)。二是晶界沉淀相。晶界沉淀相對合金的影響主要是網(wǎng)狀分布的晶界沉淀相會破壞合金的性能，找出韌性不住，容易開裂的情況。三是晶界無沉淀析出帶。晶界無沉淀析出帶與晶界沉淀相息息相關(guān)，很難分開?？s小晶界無沉淀析出帶對合金性能還是有利的。研究學(xué)者經(jīng)歷了幾千萬次試驗(yàn)，通過調(diào)整元素配比來達(dá)到做好的韌性。在研究過程中發(fā)現(xiàn)，處理元素外，其他影響因素主要就是晶體形狀和大小，材料組織狀態(tài)等。

　　在均勻化熱處理過程中，主要是對鑄錠的溫度進(jìn)行合理控制，將鑄錠加熱到與固相線或者共晶溫度接近的溫度范圍內(nèi)。同時(shí)，需要在這一溫度環(huán)境中長時(shí)間保溫，之后便將其冷卻到室溫，這樣能夠完全溶解能夠溶解的相以及組織，從而使過飽和固溶體以及少量彌散析出細(xì)小的質(zhì)點(diǎn)。在均勻化處理以后可以保證鑄造過程中形成非平衡第二相溶解，有利于降低第二相的體積分?jǐn)?shù)，提高合金的熱塑性以及固溶度。還有利于提升鋁合金的固熔強(qiáng)度。在均勻化退火處理后，鑄錠組織在室溫下的塑性能夠得到一定提升，改善冷變形工藝性能以及熱變形工藝性能，有利于降低鑄錠熱軋開裂的危險(xiǎn)系數(shù)，可以極大程度上改善熱軋帶板的邊緣質(zhì)量，有利于提高制品的擠壓速度。另外，利用均勻化退火處理能夠降低鑄錠的抗變形抗力，提高整體生產(chǎn)率。

　　在超高強(qiáng)鋁合金熱處理過程中，固溶處理措施是不能缺少的主要環(huán)節(jié)。在固溶處理過程中合金組織會產(chǎn)生一定變化，直接影響合金制品的后續(xù)變形以及熱處理的效果。固溶處理的主要目的是獲取過飽和固溶體。在應(yīng)用過程中可以將第二相在基體內(nèi)隨著溫度降低減小的合金加熱到第二相能夠全部融入固溶體的溫度。在保溫一段時(shí)間后，可以利用相對較快的冷卻速度對第二相自溶固體進(jìn)行冷卻，這樣能夠獲取過飽和溶質(zhì)原子以及空位。在傳統(tǒng)的鑄錠均勻化處理過程中，溫度以及變形組織的固溶溫度都比非平衡共晶熔點(diǎn)低，一般情況下殘留的結(jié)晶粒不能徹底溶解。

　　一是單級時(shí)效處理。在單級時(shí)效處理過程中，必須將溶解溫度的臨界值作為合金熱處理的分界點(diǎn)，才能夠?qū)渭墪r(shí)效處理進(jìn)行有效劃分。根據(jù)鋁合金進(jìn)行時(shí)效處理后的具體組織，可以對時(shí)效分劃分為峰值時(shí)效、欠時(shí)效、過時(shí)效3種。其中，欠時(shí)效的時(shí)效溫度相對較低，這樣能夠確保鋁合金的合金塑性。而過時(shí)效的溫度相對較高，可以在極大程度上保證了合金制品的綜合性能良好。二是雙級時(shí)效處理。雙級時(shí)效處理主要是在不同溫度環(huán)境下對合金進(jìn)行兩次時(shí)效處理。第一級時(shí)效處理以低溫預(yù)時(shí)效為主，這種時(shí)效處理在超高強(qiáng)鋁合金熱處理過程中屬于成核處理階段，處理成的鑄錠密度相對較高，同時(shí)可以使鑄錠形成較大尺寸。在這種情況下可以作為時(shí)效沉淀相的核心進(jìn)行應(yīng)用，能夠保證組織的均勻性。

　　在超高強(qiáng)鋁合金形變熱處理過程中，將塑性變形以及熱處理共同作用在合金上，能夠?qū)辖鸬男螤畹冗M(jìn)行有效控制。形變熱處理的技術(shù)比較多，主要包括低溫形變熱處理、高溫形變熱處理、中間形變熱處理以及最終形變熱處理等。通常情況下，在對超高強(qiáng)鋁合金進(jìn)行形變熱處理時(shí)，中間形變熱處理以及對中性面熱處理的應(yīng)用比較多。低溫形變熱處理技術(shù)主要是對Al-Cu-Mg系列的合金進(jìn)行處理，但對Al-Zn-Mg-Cu系列的合金會產(chǎn)生不利影響。高溫形變熱處理技術(shù)將熱加工作為固溶處理環(huán)節(jié)，之后在短時(shí)間內(nèi)淬火，一般對Al-Cu以及Al-Mg-Si系列合金有較為優(yōu)良的處理效果，但是不能將高溫形變熱處理工藝應(yīng)用在Al-Zn-Mg-Cu系列合金中。

　　綜上所述，在超高強(qiáng)鋁合金材料發(fā)展過程中，將其應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域、民用領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域都具有較強(qiáng)的應(yīng)用效果。為了能夠進(jìn)一步提高超高強(qiáng)鋁合金的加工水平，需要全面掌握超高強(qiáng)鋁合金熱處理技術(shù)。在對熱處理工藝進(jìn)行研究時(shí)，需要從超高強(qiáng)鋁合金的均勻化處理、固溶處理、時(shí)效處理以及形變熱處理等方面出發(fā)，對每一個熱處理工藝要點(diǎn)進(jìn)行科學(xué)掌握，這樣才能不斷完善我國超高強(qiáng)鋁合金的熱處理技術(shù)，提高超高強(qiáng)鋁合金的加工質(zhì)量。

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