7075铝材耐多度高温

淬火水温对7075 铝合金锻件综合性能的影响

7075 铝合金属于Al-Zn-Mg-Cu 系合金，被广泛应用于现代航空航天工业和一些民用交通运输业，具有密度小、强度高、抗腐蚀性能以及加工性能好等优点。近年来，飞机构件的整体化、大型化要求采用高性能的厚截面铝合金材料（如大锻件和超厚板），以减轻重量，降低成本，提高可靠性。

7075铝合金作为典型的可热处理的强化铝合金，其生产的构件厚度大，由于厚截面材料固溶后淬火时，中心层往往难以获得足够高的冷却速率，导致锻件内外组织和性能有很大的差异，外表面冷却太快，纵向屈服强度超出指标，心部性能因为固溶不充分导致锻件热处理返修甚至锻件报废。因此本文以7075 铝合金大厚锻件(有效厚度≥140mm)为对象，固溶采用不同的淬火水温20 ～35℃、60 ～85℃获得不同的冷却速率，从而研究固溶后水淬的水温对其时效后的电导率、金相组织和室温拉伸性能的影响。

研究尺寸为φ190mm×450mm、有效厚度为140mm 的20 件7075-T7352 铝合金自由锻件，T7352状态为热处理固溶后加1%～5%的冷变形，本试验选用3%的冷变形。7075 铝合金的化学成分(质量分数%)为：5.7Zn、2.5Mg、1.6Cu、0.2Zr、0.097Fe、0.037Si，其他元素总和小于0.24，余量为Al。所有锻件平行放置于装料板上，锻件之间要保证一定的间隙，锻件在空气循环电炉中固溶，随炉升温，具体的热处理参数见表1。

时效后进行电导率、室温拉伸性能和显微组织的测试。锻件表面粗加工，粗加工后需一定时间的静置，然后再进行电导率的检测，电导率检测在涡流电导仪1752 上进行，每个锻件上均匀打5 个点，遵循AMS-A-22771 标准，得到电导率(%IACS)。锻件的室温拉伸性能测试在Cl-3001 材料试验机上进行，遵循ASTM E8/E8M-16a 标准，得到抗拉强度(Rm)、屈服强度(RP0.2)和延伸率(A)，每种状态测试3 个样品(表皮纵向1 根、表皮横向1 根、心部约90mm 处高向1 根)。高倍试样用腐蚀液HF∶HCl∶HNO3∶H20=2∶3∶5∶190 腐 蚀 后，采 用Cl-2001 光学显微镜进行显微组织观察。

表1 7075 铝合金锻件的热处理参数和锻件数量及标识

固溶采用不同淬火水温，Bi级时效后7075-T7352 铝合金的显微组织都无过热、过烧组织，淬火水温20 ～35℃的7075-T7352 铝合金的金相照片如图1 所示。淬火水温60 ～85℃的7075-T7352 铝合金的金相照片如图2 所示。由图1 和图2 可以看出显微组织主要有白色的Al 基体和黑色、暗黑色的η'(MgZn2)、T(Al2Mg3Zn3)、S(Al2CuMg)等第二相粒子组成，图2(a)、(b)对比图1(a)、(b)，可以明显看出，图1 黑色第二强化相更细小些，图2(c)对比图1(c)，可以明显看出，图2(c)组织相对较亮，对于含Cu、Zn 的合金在再结晶晶粒间还有不同的颜色对比度，对比度越大，说明合金固溶越充分，也可说明图1(c)相对固溶不充分。

由表2 可知，随着固溶淬火冷却速率的升高，淬火水温60 ～85℃试样电导率提高了2%IACS，同时不同方向力学性能的差异性小。电导率高、性能差异性小也是组织均匀的反映。组织越细小、均匀，锻件的电导率越高、性能数据越稳定，这也与图2(a)、(b)、(c)组织结果相吻合。

随着固溶淬火冷却速率的升高，锻件表皮的强度降了5 ～9KSI，结合图1(a)、(b)黑色第二强化相细小，且分布均匀，心部性能反升了6KSI，这也符合图1(c)相对固溶不充分，从而引起固溶体的过饱和度下降，导致锻件心部强度不足。图1(c)相对固溶不充分还导致了固溶淬火水温20 ～35℃试样的高向比纵、横向的抗拉强度相差13KSI，屈服强度相差17KSI(表2)。遵循AMS22771 标准，标准中要求锻件的电导率在38%IACS ～39.9%IACS 之间，试样的纵向屈服强度≤60.9KSI。由表2 纵向屈服强度可以看出，超出标准(～3KSI)，而固溶淬火水温60 ～85℃的试样三个方向均满足其标准的要求。

结合表2 固溶淬火水温20 ～35℃的锻件的内外性能差异，本文针对性的对淬火水温20 ～35℃的试样的心部90mm、表面、1/2 厚(50mm)处进行力学性能的分析。

图1 (a)纵向/(b)横向/(c)高向

图2 (a)纵向/(b)横向/(c)高向

表2 7075-T7352 铝合金锻件Bi级时效后的力学性能和电导率

表3 在不同取样位置的力学性能

由表3 可知，淬火介质水温20 ～35℃的锻件，纵向抗拉强度从表皮、35mm、55mm 依次下降6.7KSI、1.5KSI；屈服强度依次下降6.4KSI、1.3KSI。试样横向抗拉强度从表皮、35mm、55mm 依次下降8.8KSI、1.5KSI；屈服强度依次下降11.1 KSI、0.8KSI。试样高向抗拉强度从20mm 、35mm、90mm 依次下降4.5KSI、2.8KSI；屈服强度依次下降5.2KSI、1.7KSI。纵向和横向距表皮55mm 处取样，纵、横向抗拉强度均压线，说明该自由锻件(有效厚度约为140mm)的淬透性约为55mm。

采用电导率测试、金相组织、室温拉伸手段研究了淬火水温对7075 厚铝合金自由锻件力学性能的影响，结果表明：⑴7075 材料对水温的敏感性高，锻件淬火的冷却速度快慢影响锻件的内外性能差异，固溶淬火水温60 ～85℃三个方向的Bi级时效后性能差异小，固溶淬火水温20 ～35℃，Bi级时效后高向的强度对比水温60℃～85℃差异最大约13 ～17KSI。⑵7075-T7352 锻件固溶淬火水温60 ～85℃较水温20 ～35℃，Bi级时效后电导率提高了2%IACS，Bi级时效后金相组织均匀，且三个方向都存在一定的方向性。⑶7075-T7352 锻件有效厚度约为140mm，固溶淬火水温20 ～35℃的淬透性约为55mm。

【来 源】《锻造与冲压》 2020年第15期

7075铝合金材料参数及性能

7075铝合金是一种高强度、高硬度的铝合金材料，广泛应用于航空航天、汽车、机械等领域，具有优异的机械性能和良好的加工性能，能够满足各种复杂工况下的使用需求。下面上海蒂慕科小编就来为大家讲解下7075铝合金材料参数及性能！

1、化学成分

7075铝合金的主要成分包括铝（Al）、锌（Zn）、镁（Mg）、铜（Cu）等金属元素。其中，铝的含量最高，占绝大多数，其他金属元素则通过合金化的方式添加到铝基体中，以改善材料的性能。具体的化学成分比例根据生产标准和用途的不同而有所差异。

2、物理性能

7075铝合金的密度相对较低，约为2.8g/cm3，这使得它在需要轻量化的领域中具有明显优势。

7075铝合金具有较好的导热性能，有助于快速分散热量，提高设备的工作效率。

7075铝合金的电导率适中，可以满足一般电气设备的使用要求。

3、机械性能

7075铝合金具有很高的抗拉强度，这使得它在承受大负荷的情况下仍能保持结构稳定性。该合金的屈服强度也较高，表明它在受到外力作用时具有较好的抵抗变形的能力。

4、加工性能

7075铝合金具有良好的加工性能，可以通过铸造、锻造、挤压、切削等多种工艺进行成型。此外，该合金还具有良好的焊接性能，便于在实际应用中实现部件的连接。然而，需要注意的是，在加工过程中应控制适当的温度和速度，以避免产生裂纹、变形等缺陷。

5、耐腐蚀性

7075铝合金的耐腐蚀性相对较好，能够在一般环境条件下保持良好的性能。然而，在特殊环境如强酸、强碱等恶劣条件下，其耐腐蚀性可能会受到影响。因此，在实际应用中，应根据具体的使用环境选择合适的防护措施，如涂层、阳极氧化等，以提高其耐腐蚀性能。

蒂慕柯金属制品（上海）有限公司成立于2004年，专业从事国内外中高端金属材料的研发，生产加工及销售；产品涵盖铝合金、不锈钢、合金钢、特殊合金、铜合金等各类金属材料。公司与多家材料研究所以及知名材料厂，建立了长期的材料研发和生产合作,擅长于航空航天及半导体铝合金、高端特殊合金等金属材料的解决方案及综合应用的开发；现已经成长为高端金属材料行业内知名的分销商。目前，公司的高端金属材料广泛应用于航空航天、汽车、半导体、化工装备等领域。

7075铝合金作为一种高强度、高硬度的铝合金材料，具有广泛的应用前景，了解7075铝合金各方面的参数，我们可以更好地选择和应用，满足不同领域的需求。

7075和6061铝合金区别

7075和6061铝合金是两种广泛应用的铝合金材料，它们在许多方面有着显著的区别。本文将对这两种铝合金进行详细对比，以便读者更好地了解它们的不同之处。

首先，从化学成分上来看，7075铝合金主要由铝、锌、镁和铜等元素组成，而6061铝合金则主要由铝、镁和硅等元素组成。这种化学成分的差异导致了两种铝合金在物理和机械性能上的不同。

在物理性能方面，7075铝合金具有较高的密度和较低的热膨胀系数，而6061铝合金则具有较低的密度和较高的热膨胀系数。此外，7075铝合金的导电性和导热性也略高于6061铝合金。这些物理性能的差异使得两种铝合金在特定的应用场景中具有不同的优势。

在机械性能方面，7075铝合金以其高强度、高硬度和良好的抗疲劳性能而著称。这使得它在航空航天、汽车制造和机械制造等领域具有广泛的应用。相比之下，6061铝合金虽然也具有一定的强度和硬度，但其优良的加工性能和焊接性能使其在建筑工程、船舶制造和电子产品等领域中更受欢迎。

除了物理和机械性能之外，7075和6061铝合金在耐腐蚀性方面也存在差异。7075铝合金具有较好的耐腐蚀性，尤其是在对抗氯化物腐蚀方面表现出色。而6061铝合金则对一般的大气腐蚀具有较好的抵抗力，但在某些特定环境下可能需要进行额外的防腐处理。

在价格方面，由于7075铝合金的制造成本较高，其价格通常也略高于6061铝合金。这主要是因为7075铝合金中含有的锌、镁和铜等元素的成本较高。然而，在某些对性能要求极高的应用场景中，这些额外的成本可能是值得的。

综上所述，7075和6061铝合金在化学成分、物理性能、机械性能、耐腐蚀性和价格等方面存在显著的差异。因此，在选择铝合金材料时，需要根据具体的应用场景和需求进行综合考虑。例如，在需要高强度和良好抗疲劳性能的场景中，7075铝合金可能是一个更好的选择；而在需要良好加工性能和焊接性能的场景中，6061铝合金则可能更具优势。

此外，值得注意的是，虽然7075和6061铝合金在许多方面有所不同，但它们都是优秀的铝合金材料，具有广泛的应用前景。随着科技的不断进步和铝合金制造技术的不断提高，这两种铝合金在未来的应用中将更加广泛和深入。

总之，通过对7075和6061铝合金的详细对比，我们可以发现它们在多个方面存在明显的差异。这些差异使得它们在不同的应用场景中具有不同的优势和适用性。因此，在选择铝合金材料时，需要充分考虑具体的应用需求和场景，以便选择最适合的铝合金材料。