淬火轉移時間對是否含Zr的鋁合金腐蝕區別

       淬火轉移時間對是否含Zr的鋁合金腐蝕區別在于：含有Zr的能夠阻礙再結晶從而提高鋁合金的抗晶間腐蝕能力。淬火轉移時間;晶間腐蝕抗力;晶界無沉淀析出7000 系鋁合金是重要的航空材料,但該合金存在淬火敏感性。淬火轉移時間是7000,晶間腐蝕剛放入溶液時所有試樣表面都可觀察到少量氣泡,0.5h 后有大量氣泡,其中淬火轉移時間為40s和80s 的試樣表面開始變成黃褐色,并 附有一些白色物質,其他試樣表面變化不明顯。試樣浸泡1h 后,仍有大 量氣泡,溶液變的很混濁,所有試樣表面都變成黃褐色,并附有白色物 質。試樣浸泡6h 后都發生了不同程度的腐蝕。在整個過程中,無Zr 合金的腐蝕速度較含Zr合金的快;隨著淬火轉移時間的延長,合金的腐 蝕速度也增加,尤其是淬火轉移時間大于20s 的合金。

       無Zr和含Zr試驗方法試驗用7055鋁合金的兩種合金為:Al28Zn22Mg22.3Cu Al28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr,Fe+Si含量低于0115%(質量分數,下同)。采 用電阻爐熔煉,澆注成截面為20mm150mm,長為200mm的鑄錠。鑄錠以018/min的速率升溫至465均勻化處理,保溫24h 后于空氣中 自然冷卻。在420預熱2h后,鑄錠軋成215mm厚的板材。板材試樣經47060min 固溶后取出,在 空氣中分別停留2、5、10、20、40、80s(淬火轉移時間),然后淬入水 中,而后立即進行12124h 人工時效。 時效試樣的晶間腐蝕試驗按照GB7998287 進行。浸泡溶液為:57g 的NaCl+10mL 的H2O2+1000mL 蒸餾水。在(352)溫度下,浸泡6h, 面容比小于2dm2/L。

    淬火轉移時間對Al28Zn22Mg22.3Cu合金的晶界腐蝕形貌 的影響 淬火轉移時間小于20s 時,無Zr 合金的晶間腐蝕比較輕微,腐蝕沿 表面不連續分布,大于20s時,晶間腐蝕明顯變嚴重,不但腐蝕 深度大大增加,而且沿表面連續分布,由于腐蝕沿著晶界發生,可以清晰地襯托出晶粒的形狀和尺寸大小。對試樣多個視場 進行觀察,測量其腐蝕深度,得到腐蝕深度的最大值和平均值,并據此 判定晶間腐蝕等級。

       淬火轉移時間對Al28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr合金的晶界腐 蝕形貌的影響 可知,隨著淬火轉移時間的延長,合金晶間腐蝕深度的最大值和平均值都增加。淬火轉移時間從2s 增加 至10s 時,腐蝕深度增加幅度不大,腐蝕等級均為4級。淬火轉移時間 增加至20s 時,腐蝕的最大和平均深度都約為2s 淬火轉移時間為40s和80s時,加,約為20s Al28Zn22Mg22.3CuAl28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr淬火轉移 最大深度/平均深度/最大深度/平均深度/ 時間/s 等級等級(a)Al28Zn22Mg22.3Cu(b)Al28Zn22Mg22.3Cu20.15Zr 合金的金相組織(a)2s(b)80s不同轉移時間下Al28Zn22Mg22.3Cu合金時效后的 TEM照片 含Zr 合金的晶間腐蝕也隨著淬火轉移時間延長而變得嚴重, 這種變化在大于20s 時很明顯。淬火轉移時間為2s 時,只觀察到輕微 的晶間腐蝕,分布不連續,5s 和10s 時,晶間腐蝕增多,腐蝕深 度有所增加,但分布仍不連續。20～80s 時,晶間腐蝕深度大大增加,沿 表面呈連續分布;并可明顯看出晶粒形狀。根據定量結果可知,轉移時間為10s 時晶間腐蝕的最大和平均深度約 為2s 倍;20s時的最大和平均深度較10s 時增加了一倍,雖然兩 者的腐蝕等級都是4 級;淬火轉移時間繼續延長時,最大和平均腐蝕深 度都有所增加,但幅度不大。2.2 組織觀察 界無沉淀析出帶很窄,淬火轉移時間為80s 時,晶界無沉淀析出帶明顯寬化,晶界第二相尺寸不均勻,分布不連續。對于含Zr 合金,淬火轉移時間為2s 時,基體中強化相細 小彌散,晶界上的第二相尺寸均勻,分布連續,無沉淀析出帶很窄,淬火轉移時間為80s 時,基體中強化相密度很低,尺寸較大,晶界上的 第二相明顯粗化,分布不連續,無沉淀析出帶寬化。無Zr合金固溶后發生了完 全再結晶,晶粒較粗大。含Zr合金固溶后發生了部分再結晶, 經GraffSargent試劑浸蝕后,再結晶晶粒呈白色,未再結晶晶粒呈黑色, 包含許多亞晶,這是由于Zr 阻礙再結晶,細化晶粒的作用。對于無Zr 合金,淬火轉移時間為2s。

       淬火轉移時間對晶界析出的影響 在合金進入水中之前處于空冷狀態,冷卻速率很小,轉移時間延長時,平衡第二相有充分的時間在晶界 上形核并在一定程度上長大。時效時這些第二相可吸,同時導致晶界附近溶質貧乏加劇,并使得晶界上其他部分 新的第二相析出困難,因此得到的晶界析出相尺寸差別大且分布不連 續[12～14]。從圖4 中可以清楚地看出淬火速率對晶界析出相的影響。合金淬火后不同區域得到的過飽和空位濃度不同。晶界是空 位阱,合金冷卻過程中空位向晶界擴散而造成晶界附近空位濃度的降低;而遠離晶界的地方空位無處擴散因而濃度較高,從而形成一定的濃 度梯度。淬火轉移時間越長,在空氣中停留越久,更多的空位可擴散并消失在晶界,晶界附近空位貧乏越嚴重。在時效時,低于臨界空位濃度 的區域內不能析出GP 帶[14],因此淬火轉移時間越長,越大。此外,程度 的寬化。