板材之家讯：7xxx二系铝合金又称高强铝（词条“铝”由行业大百科提供）合金（词条“合金”由行业大百科提供）或硬质铝合金，它主要有两类:中高强度的Al一n一垅合金和高强度的Al一Zn-地一Cu合金。Al一Zn ?dg合金典型代表有了003, 7005、7NOI、7020合金，A卜Zn-地一u合金典型代表有7075、7050, 7449、7085合金0 7x二系铝合金由于具有密度低、比强度高、加工性能好及焊接（词条“焊接”由行业大百科提供）性能优良等优点，在航空航天工业、轨道交通运输、建筑、桥梁、工兵装备等方面都得到了广泛的应用111.随着现代制造加工业的迅速发展，对7xxx系铝合金的强度、韧性以及抗应力腐蚀(SCR)性能等提出了更高的要求，特别是了xxx系铝合金在产业化应用中普遍以牺牲强度为代价来降低其应力腐蚀(SCC)敏感性的问题需要解决，时效是决定铝合金力学性能的关键工序，通过优化时效工艺可使合金的强度、韧性和耐腐蚀性得到有效改善。为此，本文对目前的7xxx铝合金的时效工艺进行总结，为更好的提升铝合金的性能提供参考。

1. 7xxx铝合金的时效强化原理

金属材料的强化途径主要有第二相强化、细晶强化、加工硬化以及固溶强化，对可热处理时效强化的了二二合金来讲，时效工艺对合金的微观组织和性能有着重要影响。时效是将浮火后的铝合金放在室温条件(自然时效〕或入工加热的条件下，使过饱和态的基体发生分解，析出港质原子聚集区(GP区)和析出相(沉淀相)的过程。在7xxx合金中，一般认为在合金的析出相的析出序列为:SSSS(supersaturated solid solution,过饱和固溶体)一GP区一ri‘(MgZn,)(过渡相》一A(平衡相〕。若Zn: Mg比较低，一些铝合金会出现T相(AIXg,Zn,):T相铝合金在时效过程中析出序列可表示为:SSSS--GP区一T(半共格)-T,由于时效温度一般低于200℃通常很少在合金中发现T相，图1为7xxx铝合金不同时效态的典型的透射微观组织。



高强Al-Zn 11g-Cu侣合金的微观组织与性能有着紧密的联系，合金的性能主要受合金组织内的析出相尺寸、类型及分布的影响，A1一Zn-Mg--Cu的微观组织主要有三部分组成，即晶内析出相(mpt)、晶界析出相相GBP以及晶界周围的无沉淀析出带(PFZ)。mpt对合金的强度起决定作用，时效析出的GP区和n’相的强化效果好于粗大的平衡相ri相。GSP对合金的抗应力腐蚀性(SCR)起主要作用，GSP连续对合金的韧性和SCR性不利，而较粗大不连续的分布对合金的抗应力腐蚀性有利，经过时效和回归再时效热处理能得到这种组织。PFZ形成理论有贫空位乏理论和贫溶质原子理论，PFZ对塑性和SCR的影响尚无定论，一般以为PFZ较窄对韧性和SCR有利;也有人因为PFZ对SCR的影响不大主要受PFZ区的，主要受Cu元索浓度分布影响.时效强化的效果取决于铝合金时效析出相对位错运动的相互作用，当析出相为GP区和尺寸较小的ii’相时，作用机制主要为位错切割机（词条“切割机”由行业大百科提供）制;当析出相为尺寸较大的n‘相和11相时，作用机制主要为位错绕过机制(奥罗万机制)圈。

2.影响时效的因素

为了研究，~铝合金的时效过程的性能演变，通常通过合金的时效一硬度曲线来表征合金性能随时效时间的变化。合金在时效过程中一般经历欠时效、峰时效、过时效兰个阶段，欠时效阶段为合金硬度(强度)逐渐上升过程，该阶段合金组织中的GP区或过渡相砰数量逐渐增多。峰时效为合金达到硬度最大的点，合金的微观组织为高密度弥散的GP区和可相。过时效过程中合金的硬度逐渐降低，组织中的可相的尺寸逐渐长大发生粗化，同时发生可相向粗大的平衡相n转变。部分，~合金还会存在者“双峰时效”现象，如宋仁国[31在研究7175合金时发现现双峰时效现象，第一个峰值对应的显微组织GP区，随着GP区部分溶解强度降低，然后随可相数量逐渐增多形成第二个峰值。为影响7xxx铝合金时效工艺因素。

(1))固溶处理

7xxx系铝合金的固溶处理(淬火（词条“淬火”由行业大百科提供）)是使2n、蝇等溶质原子均匀地洛入铝基体中，以获得过饱和的固溶体为后续的时效作准各。淬火温度越高同时冷却速度越快，淬火后合金的过饱和度就越大，越利于合金在后续时效过程中的沉淀析出，能够显著提升合金的力学性能。然而淬火温度太高易使铝合金晶粒粗大，并且可能发生过烧，淬火冷却强度过快会导致合金因冷却不均发生挠曲变形。对此应加强研究7xxx铝合金的TTP曲线中的淬火敏感性区间，以便设计合理的淬火工艺与运用相应的精密在线淬火技术来提升合金的性能。为了满足部分铝合金制品性能的特殊要求，部分淬火敏感性高的铝合金制品还需要离线固溶处理。此外，汪明朴等闭研究指出凡使过饱和空位浓度增加的工艺因素可以加快合金的时效硬化:如7005铝合金较高的挤压温度、较高的挤压速度、较快的淬火速度以及过大的挤压比均在一定程度上加快时效过程，使合金过早的产生过时效。

(2)预变形

7xxx铝合金制品在时效前会进行预拉伸以降低淬火过程中产生的残余应力和变形，时效前冷变形会缩短到达硬度峰值的时间，同时会降低7xxx系铝合金的强度，这是因为7二xx系铝合金GP区对合金强化起重要贡献，GP区形成必须依靠空位和溶质原子的迁移，而预变形会提高合金中的位错密度，使空位逃逸到位错处，空位数量减少使GP区难以形成。同时铝合金的中的粗大的平衡相劝相容易在位错处形核，进一步便合金的强度降低。韩念梅〔”等人研究了预拉伸变形程度分别为0%，2.3%和3.1%的7050合金，结果表明随变形程度的增加，强度降低，而塑性和断裂韧性提高。为了改善合金的强度，研究者又研发了FTMT工艺，该工艺是在合金时效一段时间后再进行变形，然后在进行终时效，通过该工艺能够有效地提高合金的强度和抗应力腐蚀。

(3)时效温度

时效温度对合金的沉淀的析出有很大影响，在不同时效温度下，析出相的临界形核尺寸、类型、以及聚集长大速度都不相同。当时效温度较低时，刚开始合金的沉淀相析出较快，合金的时效强化效果明显，后期析出相的析出以及长大缓慢，低温时效能够到较高的强度，但是需要较长的时间才能达到峰时效。随温度升高:溶质原子的扩散系数提高，析出相的沉淀析出的速度增加，同时温度高更利于过渡相11‘和平衡相n的形成。当合金的时效温度逐渐升高时，合金到达峰值硬度的时间缩短，但是峰值硬度会相应的降低，图2为7665合金的时效硬度曲线。7xxx铝合金在自然时效过程中，合金电导率随着自然时效时间的延长逐渐降低，而合金的强度逐渐上升最终趋于平稳，而在人工时效过程中:由于析出较多的亚稳定相和平衡相，电导率一般随时效时间的延长逐渐上升。因此，对不同的合金的性能要求选取合适的的温度。



3.时效工艺

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