Сплав Al-Zn-Mg
Цинк и магний в сплаве Al-Zn-Mg являются основными легирующими элементами., а их массовая доля, как правило, не более 7.5%. По мере увеличения содержания цинка и магния, прочность на растяжение и эффект термической обработки сплава обычно увеличиваются. Склонность сплава к коррозии под напряжением связана с суммой содержания цинка и магния.. Для сплавов с высоким содержанием магния с низким содержанием цинка или с высоким содержанием цинка и с низким содержанием магния, при сумме массовых долей цинка и магния не более 7%, сплав обладает хорошей стойкостью к коррозии под напряжением. Склонность сплава к растрескиванию сварных швов снижается с увеличением содержания магния..
Следующими элементами в сплавах серии Al-Zn-Mg являются марганец., хром, медь, цирконий и титан, а основные примеси - железо и кремний.. Конкретные функции заключаются в следующем:
(1) Марганец и хром: Добавление марганца и хрома может улучшить стойкость сплава к коррозии под напряжением.. Когда ω(Mn)= 0,2% ~ 0,4%, эффект значительный. Эффект от добавления хрома больше, чем от добавления марганца.. Если марганец и хром добавлены одновременно, эффект снижения склонности к коррозии под напряжением лучше, и ω(Cr)= 0,1% ~ 0,2% подходит.
(2) Цирконий: Цирконий может значительно улучшить свариваемость сплавов Al-Zn-Mg.. Когда 0.2% Zr добавлен в сплав AlZn5Mg3Cu0,35Cr0,35., сварочные трещины значительно уменьшаются. Цирконий также может повысить конечную температуру рекристаллизации сплава.. В сплаве AlZn4.5Mgl.8Mn0.6, когда ω(Zr)>0.2%, конечная температура рекристаллизации сплава выше 500 ℃.. Следовательно, материал остается после закалки. Деформированная ткань. Добавление ω(Zr)= 0,1% ~ 0,2% к сплаву Al-Zn-Mg, содержащему марганец, также может улучшить стойкость сплава к коррозии под напряжением., но эффект циркония ниже, чем у хрома.
(3) Титан: Добавление титана в сплав может измельчить кристаллические зерна сплава в литом состоянии и улучшить свариваемость сплава., но его эффект ниже, чем у циркония. Если титан и цирконий добавлены одновременно, эффект будет лучше. В сплаве AlZn5Mg3Cr0,3Cu0,3 с ω(Ты)= 0,12%, когда ω(Zr)>0.15%, сплав имеет лучшую свариваемость и удлинение, которые можно получить и добавить отдельно ω(Zr)>0.2 Тот же эффект, что и %. Титан также может повысить температуру рекристаллизации сплава..
(4) Медь: Добавление небольшого количества меди в сплав серии Al-Zn-Mg может улучшить стойкость к коррозии под напряжением и предел прочности., но свариваемость сплава снижается.
(5) Железо: Железо может снизить коррозионную стойкость и механические свойства сплавов., особенно для сплавов с повышенным содержанием марганца. Следовательно, содержание железа должно быть как можно более низким и ограничивать ω(Fe)<0.3%.
(6) Кремний: Кремний может снизить прочность сплава., немного уменьшить гибкость, и увеличивают склонность к сварке трещин. Следовательно, ω (А также) должен быть ограничен <0.3%.
Сплав Al-Zn-Mg-Cu
Сплав Al-Zn-Mg-Cu - это термообрабатываемый сплав, который можно упрочнять.. Основные укрепляющие элементы - цинк и магний.. Медь также обладает определенным укрепляющим действием., но его основная функция - улучшить коррозионную стойкость материала..
(1) Цинк и магний: Цинк и магний - главные укрепляющие элементы. Когда они сосуществуют, в (MgZn 2) и т (Al 2 Mg 2 Zn 3) фазы формируются. Растворимость фазы η и фазы Т в алюминии очень велика., и резко меняется с повышением и понижением температуры. Растворимость MgZn 2 при эвтектических температурах достигает 28%, которая снижается до 4% ~ 5% при комнатной температуре., обладающий сильным укрепляющим эффектом старения. , Увеличение содержания цинка и магния может значительно увеличить прочность и твердость., но это снизит пластичность, сопротивление коррозии под напряжением и вязкость разрушения.
(2) Медь: Когда ω(Zn):ω(Mg)>2.2 и содержание меди больше, чем содержание магния, медь и другие элементы могут образовывать упрочняющую фазу S(CuMgAl 2) для увеличения прочности сплава, но наоборот. В случае S-фазы, возможность существования очень мала. Медь может уменьшить разность потенциалов между границей зерен и внутризеренной, а также может изменять структуру выделившейся фазы и уточнять выделенную фазу на границах зерен, но это мало влияет на ширину ПФЗ; он может подавить тенденцию к межкристаллитному растрескиванию, тем самым улучшая характеристики стойкости сплава к коррозии под напряжением. тем не мение, когда ω(С УЧАСТИЕМ)>3%, вместо этого ухудшается коррозионная стойкость сплава. Медь может увеличить степень пересыщения сплава., ускорить процесс искусственного старения сплава при 100 ~ 200 ℃, расширить стабильный температурный диапазон зоны ГП, и улучшить прочность на разрыв, пластичность и усталостная прочность. Кроме того, FSLin и другие исследователи в США изучали влияние содержания меди на усталостную прочность 7000 серия алюминия, и обнаружили, что содержание меди в диапазоне, который не является слишком высоким, увеличивает сопротивление усталости и вязкость разрушения циклической деформации с увеличением содержания меди., и коррозия Среда снижает скорость роста трещин, но добавление меди имеет тенденцию вызывать межкристаллитную коррозию и точечную коррозию.. По другим данным, влияние меди на вязкость разрушения связано с величиной ω(Zn):ω(Mg). Когда соотношение мало, чем выше содержание меди, тем хуже прочность; когда соотношение большое, ударная вязкость все еще выше, даже если содержание меди выше. очень хороший.
Также есть небольшое количество микроэлементов, таких как марганец., хром, цирконий, ванадий, титан, и бор в сплаве. Железо и кремний - вредные примеси в сплаве.. Их взаимодействие выглядит следующим образом:
(1) Марганец и хром: добавление небольшого количества элементов переходной группы марганца, хром, так далее. оказывает существенное влияние на структуру и свойства сплава. Эти элементы могут образовывать дисперсные частицы при гомогенизации и отжиге слитка, предотвращая миграцию дислокаций и границ зерен., тем самым повышая температуру рекристаллизации и эффективно предотвращая рост зерен; он может измельчить зерна и гарантировать, что структура будет горячей после обработки и термообработки, сохраняется неперекристаллизованное или частично рекристаллизованное состояние, что повышает прочность и имеет лучшую устойчивость к коррозии под напряжением. В повышении устойчивости к коррозии под напряжением, добавление хрома дает лучший эффект, чем добавление марганца. Срок службы добавки ω до коррозионного растрескивания под напряжением(Cr)= 0,45% в десятки сотен раз дольше, чем добавление того же количества марганца..
(2) Цирконий: В последнее время наблюдается тенденция замены хрома и марганца цирконием.. Цирконий может значительно повысить температуру рекристаллизации сплава.. Будь то горячая или холодная деформация, нерекристаллизованная структура может быть получена после термообработки, тем самым улучшая характеристики стойкости сплава к коррозии под напряжением, свариваемость, трещиностойкость, коррозионная стойкость под напряжением, и т.п., очень многообещающие следовые добавки в сплавах серии Al-Zn-Mg-Cu..
(3) Титан и бор: Титан и бор могут измельчать кристаллические зерна сплава в литом состоянии и повышать температуру рекристаллизации сплава..
(4) Железо и кремний: Железо и кремний - вредные примеси, неизбежно присутствующие в 7 серия алюминиевых сплавов, которые в основном поступают из сырья, инструментов и оборудования, используемых при выплавке и литье. Эти примеси в основном существуют в виде твёрдого и хрупкого FeAl. 3 и бесплатный кремний. Эти примеси также образуют (FeMn)Al 6, (FeMn)А также 2 Al 5, Al(FeMnCr) и другие грубые соединения с марганцем и хромом. FeAl 3 играет роль измельчения зерна, но это имеет большее влияние на коррозионную стойкость. С увеличением содержания нерастворимой фазы, объемная доля нерастворимой фазы также увеличивается. Эти нерастворимые фазы будут разрушаться и удлиняться при деформации., и появится ленточная структура. , Частицы расположены по прямой линии в направлении деформации и состоят из коротких, несвязанные полосы. Поскольку частицы примеси распределяются внутри зерен или на границах зерен, при пластической деформации, поры будут возникать на части границы зерно-матрица, приводящие к микротрещинам, которые стали родиной макротрещин. В то же время, это также будет способствовать преждевременному развитию трещин. Кроме того, оказывает большее влияние на скорость роста усталостных трещин. Имеет определенный эффект снижения локальной пластичности при разрушении.. Это может быть связано с увеличением количества примесей, сокращающих расстояние между частицами., тем самым уменьшая поток пластической деформации вокруг трещины. Сексуально связанные. Поскольку фазы, содержащие железо и кремний, трудно растворяются при комнатной температуре., они играют роль выемок и могут стать источниками трещин, вызывающих разрушение материала., что очень негативно сказывается на удлинении, особенно вязкость разрушения сплава. Следовательно, в разработке и производстве нового сплава, содержание железа и кремния строго контролируется. Помимо использования высокочистого металлического сырья, Некоторые меры также были приняты во время процесса плавления и литья, чтобы избежать смешивания двух элементов в сплаве..