时效对7050铝合金预拉伸板抗腐蚀性能的影响

　　7050铝合金预拉伸厚板由于综合性能较好，已大量用作飞机的机身框架、翼梁、尾翼等部件[1]。预拉伸厚板的生产是在固溶淬火后、时效前引入一定量的预拉伸变形，来消除淬火过程中产生的残余应力，以避免应力释放引起的构件变形甚至报废[2]。但拉伸变形在合金内引入大量位错，有利于η相(MgZn2)的形核析出，η相的析出长大使得主要强化相η′相的析出减少，合金强度降低;同时晶界析出相变小且呈连续分布，抗腐蚀性能降低[3−4]。

　　时效是铝合金预拉伸厚板生产的最后一步，通过不同的时效热处理可以精确调控析出相在合金晶内和晶界的分布，以得到综合性能优良的产品。目前，应用最广泛的时效热处理制度包括：一级峰时效(T6)，二级过时效(T7x)和三级回归再时效(RRA)。峰值时效时，晶内析出细小弥散的GP和η′相，合金的强度达到峰值;晶界析出相较细小，呈连续分布，有利于裂纹扩展，合金的抗腐蚀性能和断裂韧性较差。过时效处理可以显著增加合金的断裂韧性和抗腐蚀性能，但合金的强度比峰值时效时下降10%~15%。回归再时效处理可以使合金晶内析出相细小弥散，强度接近甚至超过峰时效强度，同时晶界析出相粗大不连续分布，抗腐蚀性能提高[5]。为了改善合金的强度和抗腐蚀性能，WANG等[6]通过采用高温(200℃)短时时效+峰时效的热处理方式，促进了晶界η相的析出、长大，使得晶界析出相断续分布，抗腐蚀性能提高。但优化得到的高温时效时间很短(小于5min)，不适用于铝合金厚板的生产。HAN等[4]研究了预拉伸+不同时效热处理对7050铝合金厚板断裂韧性的影响，发现预拉伸+回归再时效的热处理制度，可以在不显著降低强度的情况下极大提高合金的断裂韧性，但对预拉伸板抗腐蚀性能的影响未涉及。本文作者将在预拉伸变形的基础上，研究不同时效制度对7050铝合金板材抗腐蚀性能的影响，并试图在T6时效前引入一高温(190℃)短时时效(高温+峰时效，HLA)，考察其对板材强度和抗腐蚀性能的影响，旨在为优化高强、高韧、高耐腐蚀性的铝合金厚板制备工艺提供依据。

　　1 实验

　　实验选用80mm厚的7050铝合金热轧板。其实际化学成分(质量分数)为：Zn6.06%，Mg2.20%，Cu2.12%，Zr0.11%，Fe0.08%，Si0.04%，余量为Al。从热轧板的1/4厚度处截取3mm 厚的样品，在空气电阻炉中进行固溶处理(473℃，1h)，室温迅速水淬。1h内进行2.13%的预拉伸，然后进行时效处理，时效制度为 T6(121℃，24h)、T74(121℃，6h+163℃，12h)、RRA(121℃，20h+190℃，1h+121℃，24 h)、HLA30(190℃，0.5h+T6)和HLA60(190℃，1h+T6)。

　　腐蚀速率的测定按照ASTM—G31进行。矩形试样尺寸为30mm×20mm×3mm，顶端打一圆形小孔，通过尼龙绳将样品悬挂于溶液中。试样依次经400号、800号、1200号和1600号的SiC砂纸磨至表面无明显划痕，然后在3.5%的NaCl溶液中室温浸泡7d，化学法(80g/L铬酐+200ml/L磷酸+800mL去离子水，浸泡10min，并用软毛刷轻拭样品表面)去除腐蚀产物，经水洗后，再用30%HNO3溶液出光3~5s，水洗，热风充分干燥后称量。每组实验选用3个平行试样和一个空白试样，取其平均值计算腐蚀速率。采用小负荷维氏硬度计(HV-10B，载荷为29.4N)测试不同时效态样品的硬度，每个样品至少测定5个点，求其平均值。