0 前言

7×××系铝合金具有强度高、密度低等特点，其厚板广泛用于加工飞机的整体结构[1～3]。7085铝合金具有高比强度、低淬火敏感性和优异的疲劳性能等特点，已成功应用于波音787飞机和空客A380飞机的翼梁、起落架等重要承力构件[4]。杨海虹等[5]人研究发现过时效态7085铝合金的强度和电导率与硬度呈线性关系。黎勇[6]等研究发现随着预变形量的增大，AA7085铝合金固溶时效后强度有提高。陈送义[7、8]等人研究发现，7085铝合金随着热变形温度降低，力学性能先升高后降低；淬火速率降低，合金的力学性能和抗应力腐蚀性能降低；与7085-T6态合金相比，7085-T74态合金的抗应力腐蚀性和抗剥落腐蚀性提高，强度降低；7085-RRA态合金的抗应力腐蚀性和抗剥落腐蚀性提高，但强度小幅降低。Li[9]等研究发现7085铝合金随着自然时效的延长，合金淬火敏感性降低。

7月10日，宝马集团与长城汽车签署了合资协议，在中国成立光束汽车，生产MINI电动汽车。记者从长城官方获悉，近日，魏建军董事长与宝马集团董事Klaus Fröhlich（克劳斯·弗洛里希），长城汽车高级副总裁、光束汽车董事长赵国庆一行共同考察位于江苏省张家港市的长城宝马光束汽车项目。目前，长城宝马光束汽车项目已获最新进展，项目公司名称已经核准，项目工厂平面布局总图已经完成。

由此可知，研究热变形温度和不同时效制度对合金力学性能影响的文章较多，而自然时效对合金时效态力学性能影响方面的研究却较少。本文主要研究自然时效对7085铝合金双级时效后的力学性能的影响，并结合微观组织对其影响机理进行分析。

1 实验材料和方法

实验材料为163mm的7085铝合金厚板，其化学成分为：Al-7.5 Zn-1.6 Mg-1.6 Cu-0.1 Zr。从厚板上线切割2mm的薄板试样，在箱式电阻炉中进行470℃/15min固溶，采用室温水淬。然后进行自然时效0h、24h、168h后再进行双级人工时效处理，人工时效制度为121℃/900min+155℃/780min。

采用CSS-44100电子万能试验机测试试样的室温拉伸性能；采用NETZSCH STA 449C型热分析仪进行差示扫描量热分析（DSC），试样厚度约0.2 mm，从室温匀速升温至450℃，升温速率为15 K/min，参比样为高纯铝（纯度为99.99%）。

根据表1中自然时效不同时间+人工时效后的强度结果，可知随着自然时效时间的延长，合金的强度逐渐降低。根据图1中自然时效不同时间+人工时效态的晶内TEM图，可知晶内主要析出相为η'相和η相，统计晶内η'相的尺寸，可以看到，自然时效168h加人工时效，合金内η'相的尺寸提高42%，一般来说，η'相的临界尺寸为3nm[14]。可知，过时效后合金内η'相尺寸均大于3nm。因此，可通过绕过机制来强化合金。绕过强化公式[15]如下：

图1给出了试样自然时效不同时间+人工时效后沿[001]Al方向的TEM图。由图可知，自然时效0h加双级时效后，晶内的η′相析出密度大，分布较均匀，其平均尺寸约7nm；自然时效168h加双级时效后，晶内的η′相析出密度较小，分布不均匀，其平均尺寸约10nm，部分地方可以明显看到η相的形成，其尺寸约15nm。

2 实验结果

2.1 室温拉伸性能

2)8号煤层含气量分布是由构造、煤层埋深、顶板、水文地质条件等多种地质因素共同作用决定的，其中构造和水文地质条件是煤层含气量的主控地质因素。构造复杂程度控制煤层含气量的分布，其中构造简单、断裂不发育的部位含气量高；含煤地层地下水位等势线与含气量分布具有较好的契合关系，汇水部位煤层含气量高；煤层埋深在局部区域影响煤层含气量分布；泥岩伪顶封盖性能好，有利于煤层气的保存。

 

表1 试样经不同自然时效时间加双级时效后的强度和伸长率

  

伸长率/%8.9 12.3 13.3时效时间/h 0 24 168抗拉强度/MPa 552 546 535屈服强度/MPa 516 503 495

2.2 TEM结果

表面上看，财务会计与管理会计没有任何联系，是彼此孤立的，其实不然，要想达到现代企业各项资源合理的优化配置，就需要财务会计与管理会计做到有机融合、互相渗透，彼此发挥着自己的优势，这样企业才能有新的发展，才能用发展的眼光去面对未来。企业既增强了在激烈市场中的竞争力，又为企业健康、持续发展奠定了坚实的基础。

  

图1 试样自然时效不同时间+人工时效后的TEM图

2.3 DSC结果

图2给出了试样自然时效不同时间+人工时效后的DSC曲线。根据透射结果和以往文献可知[10]，峰A为η′相的回溶峰，峰B是指η′相转化为η相和η相长大的放热峰。由图可知，DSC曲线的差别主要在峰A上，自然时效0h+人工时效的峰A峰值温度为203℃，峰面积为5.0J/g；自然时效168h+人工时效的峰A峰值温度为207℃，峰面积为5.4J/g。随着自然时效时间的延长，峰A峰值温度和峰面积增大，说明随着自然时效时间的延长，空淬试样和水淬试样的尺寸和体积分数先增大后减小。

从表1中可以看出，经不同自然时效时间加双级时效后，随着自然时效时间的延长，合金的抗拉强度和屈服强度一直减小，伸长率逐渐增大。抗拉强度从552MPa下降到535MPa，屈服强度从516MPa下降到503MPa，伸长率从8.9%上升到13.3%。

  

图2 试样自然时效不同时间+人工时效后的DSC曲线

3 分析和讨论

式1中，Δσy为屈服强度，C为常数， f为沉淀相的体积分数，r为沉淀相直径。可知合金强度和沉淀相尺寸成反比。

采用Tecnai G2F20型透射电镜进行电镜（TEM）分析，加速电压为200kV，样品先预磨成厚度为80μm的薄片，再冲成直径3mm的圆片后进行双喷减薄，电解液为20%HNO3+80%CH3OH，液氮冷却温度控制在-20℃以下。

 

7085铝合金是时效强化合金，一般认为7×××铝合金析出序列为[11～13]：SSS（过饱和固溶体）→GP区→亚稳η'相（MgZn2）→平衡η相（MgZn2），其中GP区和η'相为主要强化相。合金的强度取决于强化相的尺寸和体积分数。变形时，位错和强化相发生交互作用，随着强化相的尺寸增大，当强化相尺寸小于临界尺寸时，强化作用为切割机制，当尺寸大于临界尺寸时，强化作用为绕过机制。

合金经水淬后，由于淬火速率快，合金的过饱和浓度大，自然时效0h马上进行人工时效，合金内析出的η'相尺寸细小且均匀（图1），此时沉淀相直径较小，体积分数较少（图2）。根据式（1），合金强度增大，此时合金的抗拉强度大，约为552MPa；自然时效168h后再进行人工时效，合金在时效温度为20～120℃时，主要脱溶相为GP区，GP区的形成为后续人工时效的η'相提供有利的形核点，促进析出尺寸较大的η'相。此时η'相体积分数增大（图2），合金强度增大，但η'相直径增大（图2），合金强度减小。根据表1中合金强度减小，可知沉淀相直径影响更大。因此随着自然时效时间的延长，合金的强度逐渐降低（见表1）。

高层建筑施工管理存在的问题分析及管控对策研究………………………………………………… 郭光，吕鹏（8-224）

4 结论

（1）合金自然时效0h加双级时效后合金的抗拉强度为552MPa，屈服强度为516MPa，延伸率为8.9%；自然时效168h加双级时效后合金的抗拉强度为535MPa，屈服强度为495MPa，延伸率为13.3%。

（2）随着自然时效的延长，合金的强度逐渐降低，延伸率增加。这是由于自然时效的延长，合金内η′相尺寸粗化所造成的。

参考文献

[1]Dursun T，Soutis C.Recent developments in advanced aircraft aluminium alloys[J].Materials&Design（1980-2015）， 2014，56：862-871

[2]甘卫平，范洪涛，许可勤，等.Al-Zn-Mg-Cu系高强铝合金研究进展[J].铝加工，2003（3）：6-12

[3]刘静安，周昆.航空航天用铝合金材料的开发与应用趋势[J].铝加工，1997（6）：51-59

[4]张新明，邓运来，张勇.高强铝合金的发展及其材料的制备加工技术[J].金属学报，2015（3）：257-271

[5]杨海虹，胡兴华，王少华，等.7085铝合金锻件强度、硬度和电导率关系研究[J].铝加工，2012（4）：37-40

[6]黎勇.轧制变形量对AA7085铝合金组织和性能的影响[J].铝加工，2014（2）：15-18

[7]陈送义，陈康华，彭国胜，等.热变形温度和淬火速率对7085铝合金组织和性能的影响[J].中国有色金属学报，2012（4）：1033-1038

[8]陈送义，陈康华，梁信，等.时效处理对7085铝合金锻件组织和腐蚀性能的影响[J].中南大学学报（自然科学版），2012（2）：477-482

[9]李承波，张新明，刘胜胆，等.7085铝合金剥落腐蚀的淬火敏感性[J].材料研究学报，2013（5）：454-460

[10]Kamp N， Sinclair I， Starink M J.Toughness-strength relations in the overaged 7449 al-based alloy[J].Metallurgical and Materials Transactions A， 2002，33（4）：1125-1136

[11]Sha G，Cerezo A.Early-stage precipitation in Al-Zn-Mg-Cu alloy （7050）[J].Acta Materialia， 2004，52（15）：4503-4516

[12]董显娟，李红英.7475铝合金大型锻件时效工艺研究[J].铝加工，2005（4）：22-26

[13]王祝堂.7075合金的双级时效节能减排新工艺[J].铝加工，2011（3）：18-21

[14]Guyot P， Cottignies L.Precipitation kinetics， mechanical strength and electrical conductivity of AlZnMgCu alloys[J].Acta Materialia， 1996，44（44）：4161-4167

[15]Shercliff H R，Ashby M F.A process model for age hardening of aluminium alloys—I.The model[J].Acta Metallurgica Et Materialia， 1990，38（10）：1789-1802