李承波，張新明，韓素琦，劉勝膽，鄧運來

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時效對7085鋁合金厚板淬火引起的不均勻性影響

李承波1, 2, 3，張新明1, 2, 3，韓素琦1, 3，劉勝膽1, 3，鄧運來1, 3

(1. 中南大學輕合金研究院，長沙410083；2.廣西南南鋁加工有限公司，南寧 530031；3. 中南大學有色金屬先進結(jié)構(gòu)材料與制造協(xié)同創(chuàng)新中心，長沙410083)

采用末端淬火試驗、光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和高分辨透射電子顯微鏡研究時效對7085鋁合金厚板淬火引起的不均勻性影響。結(jié)果表明：峰時效和過時效前進行長時間的自然時效提高厚板的均勻性，自然時效、峰時效、過時效、自然時效+峰時效和自然時效+過時效后，兩端硬度下降率分別約為3.5%、8.6%、7.8%、5.3%和5.2%，硬度與冷卻速率的對數(shù)間有較好的線性關(guān)系。隨淬火速率的減小，冷卻過程中平衡相的數(shù)量和尺寸隨之增加，導致厚板不均勻，峰時效和過時效前的長時自然時效有利于慢速淬火處穩(wěn)定GP區(qū)的形成，最終得到數(shù)量更多、分布更均勻彌散和尺寸更細小的強化相，從而減小兩端的硬度差值，降低淬火引起的不均勻性。

7085鋁合金；厚板；淬火；不均勻性；時效；淬火析出相

Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金是時效強化合金，具有低密度、高強度、較好的韌性和耐腐蝕性能而被廣泛用作航空航天領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)材料。隨著飛機結(jié)構(gòu)件大型化和整體化的發(fā)展，迫切需要超大厚度的高性能鋁合金鍛件、板材[1]。Alcoa公司于2003年所開創(chuàng)的7085鋁合金具有超高強度、優(yōu)秀的抗疲勞性能、很好的淬透性等優(yōu)點，其最大厚度高達300 mm[2]。該合金是當今世界最先進的鋁合金之一，在大型飛機等領(lǐng)域具有重大應用背景。利用該合金成功地制成尺寸為6.4 m×1.9 m，質(zhì)量約為3.9 t的飛機模鍛件并應用在A380飛機后翼梁上，它是迄今為止世界上尺寸最大的模鍛件[1?3]。

Al-Zn-Mg-Cu系合金是可熱處理強化合金，淬火是決定其最終性能的一個關(guān)鍵因素。目前，人們在淬火冷卻速率對其力學性能的影響方面開展了相當多的研究。張勇等[4]通過末端淬火方法研究了7050鋁合金厚板的淬火敏感性，并得到了冷卻速率與平衡相體積分數(shù)及硬度值的定量關(guān)系；劉勝膽等[5]通過末端淬火方法研究了7055鋁合金厚板的淬透性，熊柏青等[6]采用末端淬火方法對7150、7B04及新型合金Al-7.5Zn-1.65Mg-1.4Cu-0.12Zr(質(zhì)量分數(shù)，%)的淬透性進行了評價。張新明等[7]研究了淬火速率對7085鋁合金時效行為的影響，發(fā)現(xiàn)隨著淬火速率降低，淬火過程中析出的平衡相數(shù)量和尺寸均增加，性能下降。對于大截面尺寸的厚板，固溶后淬火過程中冷卻速率從表層至芯部有明顯的降低，會出現(xiàn)冷卻速率不夠及不均勻的現(xiàn)象，改變材料中的顯微組織，從而對材料的力學性能產(chǎn)生影響，7085鋁合金超厚板淬火時也存在這樣的問題，尤其是板材往更厚方向做時，表層至芯部的組織及性能還是存在一定的不均勻。因此，探索提高淬透性的途徑對改善該合金厚板力學性能及其均勻性具有重要意義。本文作者通過末端淬火方法研究了時效對7085鋁合金厚板淬火引起的不均勻性影響，結(jié)合顯微組織觀察結(jié)果對影響機理進行了分析和探討。

1 實驗

研究所采用的材料是7085鋁合金熱軋厚板。其化學成分為(質(zhì)量分數(shù)，%)：Al-7.5Zn-1.6Mg-1.7Cu-0.11Zr，(Fe)＜0.08%，(Si)＜0.06%。在熱軋板表層上沿軋向切取25 mm×25 mm×125 mm的末端淬火試樣，一端車出深10 mm，直徑為20 mm的凹槽，作為噴水冷卻端，另一端中心鉆出深15 mm，M5 mm的螺紋孔以固定試樣。試樣在SX-4-10型箱式電阻爐中加熱至470 ℃進行固溶，保溫1 h后轉(zhuǎn)移到末端淬火裝置[8]上進行噴水冷卻，水溫約為20 ℃。待試樣完全冷卻至室溫后，進行5種時效處理，即于油浴爐中人工時效120 ℃/24 h(T6)，自然時效約8640h(N)，自然時效8640h+峰時效120 ℃/24 h(NT6)，過時效105 ℃/24 h+160 ℃/12 h(T7)和自然時效8640h+過時效105 ℃/24 h+160 ℃/12 h(NT7)。將時效后的試樣從中間切開，按硬度測試的要求打磨表面，從噴水冷卻端開始，沿中心線方向測試不同位置處的維氏硬度。在每個位置時，沿與中心線垂直方向上測5個硬度值，計算出平均值作為該位置的硬度。硬度測試在HV-10B型維氏硬度計上進行，所采用的載荷為29.4 N。另取相同尺寸的試樣在距噴水端3、23、53、78、98 mm處鉆出3 mm小孔預埋熱電偶，測得端淬過程中這5個位置的冷卻曲線，并在220~410 ℃[9]溫度區(qū)間計算出平均淬火速率，分別為1048、526、152、132、129 ℃/min。

在末端淬火試樣不同位置截取樣品進行顯微組織分析，金相樣品經(jīng)粗磨、細磨、拋光后用Graff Sargent試劑(1 mL HF+16 mL HNO3+3 g CrO3+83 mL H2O)浸蝕，可將合金中未再結(jié)晶和再結(jié)晶區(qū)域區(qū)分開來[10]。金相觀察在XJP-6A型金相顯微鏡上進行，第二相及其能譜分析在FEI Quanta-200型掃描電鏡上進行。透射電鏡分析在荷蘭FEI產(chǎn)的TECNAIG220型電鏡上進行，加速電壓為200 kV；電鏡樣品先預磨成約0.08 mm厚薄片，沖成3 mm圓片后進行雙噴減薄。電解液為20%HNO3+80%CH3OH(體積分數(shù))，采用液氮冷卻，溫度控制在?20 ℃以下。

2 實驗結(jié)果

2.1 淬透性曲線

圖1(a)所示為樣品不同時效處理后的硬度曲線。由圖1(a)可知，自然時效+人工時效后的硬度值最高，其次是人工時效和自然時效+過時效，淬火態(tài)的硬度值最低。淬火態(tài)的硬度值隨距離的增加先增加后降低，其余5條曲線都隨著距離的增加而呈下降趨勢。人工時效后硬度在約83 mm范圍內(nèi)硬度值快速下降，而后基本不變；自然時效后硬度隨距離增加一直緩慢下降；對于自然時效+人工時效和自然時效+過時效，在約68 mm范圍內(nèi)硬度值快速下降，而后基本不變。圖1(b)所示的是不同位置處相對于3 mm處硬度的比值隨距離的變化情況。在約40 mm以內(nèi)時，5種時效制度下的比值差別不大；大于40 mm時，自然時效后硬度比值最高，其次是自然時效+過時效和自然時效+人工時效，人工時效的硬度比值最低。在離噴水端最遠的位置，人工時效后的硬度比值最小，約91.4%，過時效后的硬度比值次之，約92.2%；而自然時效、自然時效+峰時效和自然時效+過時效分別約為96.5%、94.7%和94.9%。顯然，在峰時效和過時效前引入長時間自然時效降低了7085鋁合金厚板淬火引起的不均勻性。

圖1 不同時效后樣品的硬度曲線

2.2 顯微組織分析

圖2所示為不同冷卻速率處的金相照片。在冷卻速率為1048 ℃/min處可看到大量的晶界平行或垂直于軋制方向，合金固溶后發(fā)生了部分再結(jié)晶，再結(jié)晶晶粒呈長條狀，寬度約30 μm，長度約100 μm。未再結(jié)晶區(qū)域可觀察到許多細小的亞晶存在，這應該是由于亞晶界上的第二相被腐蝕而將亞晶襯托出來[10]。在冷卻速率為129 ℃/min處，能清晰辨認的晶界有所減少，再結(jié)晶晶粒仍清晰可見，大部分的未再結(jié)晶區(qū)域變成黑色，其中的亞晶已難以辨認出來。

圖2 不同冷卻速率處樣品的金相照片

圖3所示為不同冷卻速率下的SEM像。在冷卻速率為1048℃/min處的SEM像可以看出，合金中存在一些白色的初生相，部分初生相破碎，尺寸較小。形狀不規(guī)則的白色初生相是Al7Cu2Fe，如圖3(a)所示。在冷卻速率為129 ℃/min處的SEM像可以看出，晶界處有不連續(xù)的第二相析出，而晶內(nèi)析出不明顯，可能是因為析出相尺寸較小，而在7055鋁合金中，在冷卻速率為138 ℃/min處，晶界析出的第二相更為明顯且尺寸較大，同時，晶內(nèi)還存在大量的白色析出帶，這些第二相是相(MgZn2)[11]。因此，7085鋁合金的淬透性較7055鋁合金的好很多。

圖3 不同冷卻速率處樣品的SEM像

圖4所示為不同冷卻速率處樣品的TEM像。由圖4(a)可知，在較低倍數(shù)觀察發(fā)現(xiàn)在未再結(jié)晶區(qū)域有大量的亞晶粒，亞晶內(nèi)分布有均勻細小的彌散粒子，從對應的á001?選區(qū)衍射花樣(SADP)可知該彌散粒子是Al3Zr，尺寸約為20 nm，如圖4(b)所示，這些粒子可起到阻礙再結(jié)晶的作用[12]，同時，該粒子也具有彌散強化的效果。此處由于冷卻速率大，淬火過程中平衡相難以形核析出，溶質(zhì)原子都被保留在固溶體中，因此在該冷卻速率下未觀察到平衡相的析出。當冷卻速率降至129 ℃/min時，晶界及晶粒內(nèi)部均可明顯地觀察到平衡相的析出，與圖3(b)結(jié)果一致，這些相多呈長條狀，尺寸不均勻，其平均長度為65 nm左右，最大的約200 nm，很多平衡相是以Al3Zr粒子作為形核核心析出長大的，見圖4(d)。

圖4 不同冷卻速率處樣品的TEM像

圖5所示為淬火速率對晶內(nèi)平衡相的尺寸和面積分數(shù)的影響。從圖5(a)中可以看出，隨淬火速率的減小，平衡相的尺寸及其偏差和含量均有所增加。隨淬火速率的減小，在開始那一段，平衡相的尺寸增加幅度較小，隨后，增加幅度更小，最后那段增加幅度顯著增大，這說明在淬火速率很低時，平衡相的長大速率很大，不均勻長大的程度也較大。由圖5(b)可以看出，隨淬火速率的減小，平衡相面積分數(shù)增加。在淬火速率為1048 ℃/min時，晶內(nèi)未觀察到平衡相，在淬火速率為129 ℃/min處，晶內(nèi)平衡相的平均尺寸約為65.2 nm×30.1 nm，平衡相的面積分數(shù)約為5.1%。因此，厚板在淬火過程中，從表層到心層的淬火速率逐漸降低，導致平衡相在晶界及晶內(nèi)析出，且淬火速率越低，平衡相的尺寸越大、數(shù)量越多。淬火過程中平衡相的析出消耗了大量的溶質(zhì)原子，導致溶質(zhì)和空位濃度都下降，因此，時效時析出的驅(qū)動力減小，沉淀強化相析出困難，強化效果差，硬度降低，從而導致厚板的不均勻性。

圖5 淬火速率對晶內(nèi)平衡相的尺寸和面積分數(shù)的影響

圖6所示為冷卻速率為1048 ℃/min處樣品時效后TEM像。T6和NT6時效后的沉淀強化相尺寸細小均勻，從對應的á001?選區(qū)衍射花樣(SADP)可知，此時的主要沉淀強化相是′相，約2 nm，基體中′相呈粒狀(見圖6(a)和6(b))。該強化相可有效地阻礙位錯運動，具有良好的強化作用，因此，此處硬度較高，與T6的強化相相比，NT6的尺寸略大且較密，因而硬度較高。NT7時效后，沉淀強化相尺寸明顯增加，形狀呈長條狀，長度可達30nm，從對應的á112?選區(qū)衍射花樣(SADP)可知，衍射斑點中呈現(xiàn)出的盲線應該是半共格′相，非共格相的斑點不太明顯，因而NT7合金中沉淀相是以′相為主、相為輔(見圖6(c)和6(d))，但′相尺寸較大，此時硬度較低，較NT6的下降14HV。

圖6 冷卻速率為1048 ℃/min處樣品時效后TEM像

圖7所示為冷卻速率為129 ℃/min處樣品時效后的透射電鏡像。自然時效8640h后，在晶粒內(nèi)部可觀察細小的析出相，從晶內(nèi)的照片和對應的衍射花樣判斷，晶內(nèi)分布著GPI區(qū)，沒有′ 亞穩(wěn)相(見圖7(a))。從對應的HRTEM像發(fā)現(xiàn)，GPI區(qū)與基體共格，此時強化效果不好，因此硬度較低。T6時效后基體中強化相的密度較低(見圖7(b))；而NT6時效后，晶粒內(nèi)部析出了大量彌散的′ 亞穩(wěn)強化相，但未觀察到GP區(qū)，′相密度高、尺寸小，從對應的HRTEM圖像發(fā)現(xiàn)，′亞穩(wěn)強化相與基體半共格(見圖7(c)和(d))，此時強化效果很好，因此硬度較高。由圖7(e)和7(f)可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)T7和NT7時效之后，晶粒內(nèi)部析出了長條狀的強化相，此時的主要沉淀強化相是′相，同時還有部分相，此時強化相與基本半共格，因而強化效果較好且NT7時效的強化相較T7時效的密一些，因而硬度值也較高。由此可以發(fā)現(xiàn)，在峰時效或者過時效之前引入長時間的自然時效，有利于淬火速率較低處的強化相均勻、彌散地析出，從而降低了厚板淬火引起的不均勻性。

圖7 冷卻速率為129 ℃/min處樣品時效后TEM像

3 分析和討論

圖8(a)所示為5種時效制度下樣品的硬度與冷卻速率之間的關(guān)系。由圖8(a)可知，隨冷卻速率的減小，硬度不斷地減小，對其進行線性擬合，結(jié)果如式(1)~(5)所示。

自然時效8640h：

人工時效：

自然時效8640h+峰時效：

過時效：

自然時效8640h+過時效：

圖8 不同時效制度下硬度與冷卻速率間的關(guān)系及兩端的硬度下降率(注：H3和H98分別表示距噴水端3 mm和98 mm處的硬度值)

7085鋁合金是時效強化合金，固溶處理后快速冷卻時，基體中的溶質(zhì)原子來不及析出而形成過飽和固溶體。這是一種極不穩(wěn)定的狀態(tài)，在室溫下或者人工時效時極易脫溶，析出起強化作用的GP區(qū)和′亞穩(wěn)相，但一般認為后者的強化效果更好[13?14]。淬火速率減小時，固溶體發(fā)生分解，在(亞)晶界、彌散粒子上析出無強化效果的第二相，消耗了溶質(zhì)原子，減少了時效沉淀強化相的數(shù)量[15?18]。Al-Zn-Mg-Cu合金時效析出序列通?？梢员硎緸檫^飽和固溶體→GP區(qū)→'相→相，其中與基體共格的GP區(qū)和與基體半共格的'相起強化作用。對于時效態(tài)7085鋁合金來說，高密度的沉淀強化相均勻分布在基體中。時效是空位擴散的過程，淬火過程中的淬火速率不同，時效響應速率和強化效果也不同。

在末端淬火試樣中靠近噴水端的位置，冷卻速率快，溶質(zhì)和空位濃度高，時效時大量穩(wěn)定的GP區(qū)可快速形成。隨著離噴水端距離的增加，冷卻速率減小，冷卻過程中平衡相的析出消耗了大量的溶質(zhì)原子，導致溶質(zhì)和空位濃度都下降，因此，時效時析出的驅(qū)動力不斷減小，沉淀強化相析出也越來越困難。隨冷卻速率的減小，時效時GP區(qū)的均勻形核溫度也降 低[11, 13?14]，形成的GP區(qū)少且不穩(wěn)定。此時若在120 ℃直接時效，大量已形成的GP區(qū)會溶解，同時難以形成新的GP區(qū)，所以時效后得到的′強化相尺寸增加、彌散程度大大降低，強化效果差。在室溫下進行長時間的預時效，基體中形成了大量的GP區(qū)(見圖7(a))，在此基礎(chǔ)上進行峰時效或者過時效，GP區(qū)能穩(wěn)定存在而不溶解，并隨著時效的進行長大轉(zhuǎn)變成′強化相，其數(shù)量更多，分布更均勻彌散，強化效果更好(見圖7(c)和7(f))。因此，降低了該合金厚板淬火引起的不均勻性(見圖8(a)和8(b))。

4 結(jié)論

1) 經(jīng)自然時效、峰時效、過時效、自然時效+峰時效和自然時效+過時效后，兩端硬度下降率分別約為3.5%、8.6%、7.8%、5.3%和5.2%，峰時效和過時效前進行長時間的自然時效提高了厚板的均勻性，硬度與冷卻速率的對數(shù)間有較好的線性關(guān)系。

2) 隨淬火速率減小，冷卻過程中平衡相的數(shù)量和尺寸增加，導致厚板不均勻，峰時效和過時效前的長時自然時效有利于慢速淬火穩(wěn)定GP區(qū)的形成，最終得到數(shù)量更多、分布更均勻彌散，尺寸更細小的強化相，減小了兩端的硬度差值，降低了淬火引起的不均勻性。

REFERENCES

[1] ZHENG Yu-lin, LI Cheng-bo, LIU Sheng-dan, ZHANG Xin-ming. Effect of homogenization time on quench sensitivity of 7085 aluminum alloy[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014, 24(7):2275?2281.

[2] CHAKRABARTI D J, LIU J, SAWTELL R R, VENAMAV G B. New generation high strength high damage tolerance 7085 thick alloy product with low quench sensitivity[J]. Materials Science Forum, 2004, 28(2): 969?974.

[3] 陳送義, 陳康華, 彭國勝, 梁 信, 陳學海. 熱變形溫度和淬火速率對7085鋁合金組織和性能的影響[J]. 中國有色金屬學報, 2012, 22(4): 1033?1038. CHEN Song-yi, CHEN Kang-hua, PENG Guo-sheng, LIANG Xin, CHEN Xue-hai. Effect of hot deformation temperature and quench rate on microstructure and property of 7085 aluminum alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2012, 22(4): 1033?1038.

[4] 張 勇, 鄧運來, 張新明, 劉勝膽. 7050鋁合金熱軋板的淬火敏感性[J]. 中國有色金屬學報, 2008, 18(10): 1788?1794.ZHANG Yong, DENG Yun-lai, ZHANG Xin-ming, LIU Sheng-dan. Quenching sensitivity of 7050 aluminum alloy hot-rolled plate[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2008, 18(10): 1788?1794.

[5] 劉勝膽, 李承波, 李璐璐. 7055鋁合金厚板的淬透性[J]. 中國有色金屬學報, 2012, 22(6): 1564?1569. LIU Sheng-dan, LI Cheng-bo, LI Lu-lu.Hardenability of 7055 aluminum alloy plate[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2012, 22(6): 1564?1569.

[6] 熊柏青, 李錫武, 張永安, 李志輝. 新型高強韌低淬火敏感性Al-7.5Zn-1.65Mg-1.4Cu-0.12Zr合金[J]. 中國有色金屬學報, 2009, 19(9): 1539?1547.XIONG Bai-qing, LI Xi-wu, ZHANG Yong-an, LI Zhi-hui. Novel Al-7.5Zn-1.65Mg-1.4Cu-0.12Zr alloy with high strength high toughness and low quench sensitivity[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2009, 19(9):1539?1547.

[7] 張新明, 談 琦, 劉勝膽.淬火速率對7085鋁合金時效行為的影響[J]. 中國有色金屬學報, 2014, 24(4): 871?877. ZHANG Xin-ming, TAN Qi, LIU Sheng-dan.Effect of quenching rate on aging behavior of 7085 aluminum alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2014, 24(4): 871?877.

[8] 張新明, 鄧運來, 張 勇. 鋁合金淬透性的測試裝置與方法[P]. 中國, 200710034410. 8, 2007?08?08. ZHANG Xin-ming, DENG Yun-lai, ZHANG Yong. Testing instrument and technique for hardenability of aluminum alloy[P]. CN 200710034410.8, 2007?08?08.

[9] 李承波, 張新明, 劉勝膽.7085鋁合金剝落腐蝕的淬火敏感性[J]. 材料研究學報, 2013, 27(5):455?460. LI Cheng-bo, ZHANG Xin-ming, LIU Sheng-dan.Quench sensitivity relative to exfoliation corrosion of 7085 aluminum alloy[J].Chinese Journal of Materials Research, 2013, 27(5): 455?460.

[10] ROBSON J D, PRANGNELL P B. Predicting recrystallised volume fraction in aluminium alloy 7050 hot rolled plate[J]. Materials Science and Technology, 2002, 18(6): 607?614.

[11] 劉勝膽, 李承波, 鄧運來, 張新明. 時效對7055鋁合金厚板淬透性的影響[J]. 金屬學報, 2012, 48(3): 342?350.LIU Sheng-dan, LI Cheng-bo, DENG Yun-lai, ZHANG Xin-ming. Influence of aging on the hardenability of 7055 aluminum alloy thick plate[J]. Acta Metallurgica Sinica, 2012, 48(3): 342?350.

[12] ADACHI H, OSAMURA K, T ANAHASHI T. Effect of Zr addition on microstructure of hot extruded P/M Al-Zn-Mg- Cu alloys[J]. Journal of Japan Institute of Light Metals, 2005, 55(4): 164?168.

[13] LIU S D, ZHANG X M, CHEN M A. Influence of aging on quench sensitivity effect of 7055 aluminum alloy[J]. Materials Characterization, 2008, 59(1): 53?60.

[14] LIU S D, LI C B, HAN S Q, ZHANG X M. Effect of natural aging on quench-induced inhomogeneity of microstructure and hardness in high strength 7055 aluminum alloy[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2015, 625: 34?43.

[15] ZHANG X M, LIU W J, LIU S D. Effect of processing parameters on quench sensitivity of an AA7050 sheet[J]. Materials Science and Engineering A, 2011, 528: 795?802.

[16] CHEN Song-yi, CHEN Kang-hua. Effect of quenching rate on microstructure and stress corrosion cracking of 7085 aluminum alloy[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2012, 22(1): 47?52.

[17] 李培躍, 熊柏青, 張永安, 李志輝, 朱寶宏, 王 鋒, 劉紅偉. 7050 鋁合金淬火特性與微觀組織[J]. 中國有色金屬學報, 2011, 21(3): 513?521. LI Pei-yue, XIONG Bai-qing,ZHANG Yong-an, LI Zhi-hui, ZHU Bao-hong, WANG Feng, LIU Hong-wei. Hardenability characteristic and microstructure of 7050 Al alloy[J]. The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2011, 21(3): 513?521.

[18] LI Pei-yue, XIONG Bai-qing, ZHANG Yong-an, LI Zhi-hui, ZHU Bao-hong. Quench sensitivity and microstructure character of high strength AA7050[J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2012, 22(2): 268?274.

Effect of aging on quench-induced inhomogeneity of 7085 aluminum alloy thick plate

LI Cheng-bo1, 2, 3, ZHANG Xin-ming1, 2, 3, HAN Su-qi1, 3, LIU Sheng-dan1, 3, DENG Yun-lai1, 3

(1. Light Alloy Research Institute, Central South University, Changsha 410083, China;2. Alnan Aluminium Inc., Nanning 530031, China;3. Nonferrous Metal Oriented Advanced Structural Materials and Manufacturing Cooperative Innovation Center, Central South University, Changsha 410083, China)

The influence of aging on the quench-induced inhomogeneity of 7085 aluminum alloy thick plate was investigated by means of end-quench test, optical microscopy(OM), scanning electron microscopy(SEM) and high resolution transmission electron microscopy(HRTEM) . The results show that the homogeneity can be improved by long time natural aging before peak aging and overaging. The hardness drop percentages after aging treatments of natural aging, peak aging, overaging, natural aging+ peak aging and natural aging+overaging are about 3.5%,8.6%,7.8%,5.3%, 5.2%, respectively, from spray end to the other one. There is a good linear relationship between hardness and logarithm of cooling rate. With the decrease of cooling rate, more equilibriumphase with larger size precipitates during the cooling process, causing inhomogeneity of the thick plates. While the long time natural aging before peak aging and overaging is favorable for the formation of stable GP zones at slowly-cooled locations, and consequently more amount of dispersed and fine hardening precipitates are obtained, giving rise to lower hardness drop percentage and inhomogeneity caused by cooling.

7085 aluminum alloy; thick plate; quench-induced; inhomogeneity; aging; precipitation

Project(2012CB619500) supported by National Basic Research Program of China; Project (2014DFA50210) supported by International Cooperation in Science and Technology Special Project, China

2015-08-11; Accepted date: 2016-05-11

ZHANG Xin-ming; Tel: +86-731-88830265; E-mail: xmzhang@mail.csu.edu.cn

1004-0609(2016)-09-1823-09

TG146.21

A

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃資助項目(2012CB619500)；國家國際科技合作專項項目(2014DFA50210)

2015-08-11；

2016-05-11

張新明，教授，博士；電話：0731-88830265; E-mail: xmzhang@csu.edu.cn

(編輯 王 超)