Сплав Al-Zn-Mg
Цинк і магній у сплаві Al-Zn-Mg є основними легуючими елементами, а їхня масова частка, як правило, не перевищує 7.5%. Так як підвищується вміст цинку і магнію, міцність на розрив і ефект термічної обробки сплаву в цілому збільшуються. Схильність сплаву до корозії під напругою пов'язана з сумою вмісту цинку та магнію. Для сплавів з високим вмістом магнію та низьким вмістом цинку або з високим вмістом цинку та низьким вмістом магнію, якщо сума масових часток цинку і магнію не перевищує 7%, сплав має хорошу стійкість до корозії під напругою. Схильність сплаву до розтріскування швів зменшується зі збільшенням вмісту магнію.
Мікроелементами в сплавах серії Al-Zn-Mg є марганець, хром, мідь, цирконій і титан, а основні домішки — залізо і кремній. Конкретні функції такі:
(1) Марганець і хром: Додавання марганцю та хрому може покращити стійкість сплаву до корозії під напругою. Коли ω(Мн)=0,2%~0,4%, ефект значний. Ефект від додавання хрому більший, ніж від додавання марганцю. Якщо марганець і хром додати одночасно, ефект зменшення тенденції до корозії під напругою кращий, і ω(кр)=0,1%~0,2% підходить.
(2) Цирконій: Zirconium can significantly improve the weldability of Al-Zn-Mg alloys. When 0.2% Zr додається до сплаву AlZn5Mg3Cu0,35Cr0,35, welding cracks are significantly reduced. Zirconium can also increase the final recrystallization temperature of the alloy. У сплаві AlZn4,5Mgl.8Mn0,6, коли ω(Zr)>0.2%, кінцева температура рекристалізації сплаву вище 500 ℃. тому, матеріал залишається після загартування. Deformed tissue. The addition of ω(Zr)=0,1%~0,2% до сплаву Al-Zn-Mg, що містить марганець, також може покращити стійкість сплаву до корозії під напругою, але ефект цирконію нижчий, ніж хрому.
(3) Титан: Додавання титану до сплаву може покращити кристалічні зерна сплаву в литому стані та покращити зварюваність сплаву, але його ефект нижче, ніж у цирконію. Якщо одночасно додати титан і цирконій, ефект буде кращим. У сплаві AlZn5Mg3Cr0,3Cu0,3 з ω(з)=0,12%, коли ω(Zr)>0.15%, сплав має кращу зварюваність і подовження, які можна отримати і додати окремо ω(Zr)>0.2 Такий же ефект, як %. Титан також може підвищувати температуру рекристалізації сплаву.
(4) Мідь: Додавання невеликої кількості міді до сплаву серії Al-Zn-Mg може покращити стійкість до корозії під напругою та міцність на розрив, але зварюваність сплаву знижується.
(5) Залізо: Залізо може знизити корозійну стійкість і механічні властивості сплавів, особливо для сплавів з високим вмістом марганцю. тому, вміст заліза має бути якомога нижчим і має обмежувати ω(Fe)<0.3%.
(6) Кремній: Кремній може знизити міцність сплаву, трохи зменшити ефективність вигину, і збільшити схильність до зварювальних тріщин. тому, ох (І) слід обмежитися <0.3%.
Сплав Al-Zn-Mg-Cu
Сплав Al-Zn-Mg-Cu – це сплав, що піддається термічній обробці, який можна зміцнювати. Основними зміцнюючими елементами є цинк і магній. Певним зміцнюючим ефектом володіє і мідь, але його основною функцією є підвищення стійкості матеріалу до корозії.
(1) Цинк і магній: Основними зміцнюючими елементами є цинк і магній. Коли вони співіснують, в (MgZn 2) і Т (Ал 2 Mg 2 Zn 3) утворюються фази. Розчинність η-фази і Т-фази в алюмінії дуже велика, і різко змінюється з підвищенням і зниженням температури. Розчинність MgZn 2 при евтектиці температура досягає 28%, який знижується до 4%~5% при кімнатній температурі, який має сильний ефект старіння. , Збільшення вмісту цинку і магнію може значно збільшити міцність і твердість, але це зменшить пластичність, стійкість до корозії під напругою та міцність на руйнування.
(2) Мідь: Коли ω(Zn):ох(Mg)>2.2 а вміст міді перевищує вміст магнію, мідь та інші елементи можуть утворювати зміцнюючу фазу S(CuMgAl 2) для підвищення міцності сплаву, але, навпаки, у випадку S-фази, можливість існування дуже мала. Мідь може зменшити різницю потенціалів між межею зерен і внутрішньозерновим, а також може змінити структуру виділеної фази та уточнити межу зерна виділеної фази, але мало впливає на ширину ПЗФ; це може пригнічувати тенденцію до міжкристалічного розтріскування, тим самим покращуючи стійкість сплаву до корозії під напругою. Проте, коли ω(CU)>3%, замість цього погіршується корозійна стійкість сплаву. Мідь може збільшити ступінь перенасичення сплаву, прискорити процес штучного старіння сплаву при 100~200 ℃, розширити стабільний температурний діапазон зони ГП, і покращити міцність на розрив, пластичність і втомна міцність. В додаток, FSLin та інші в Сполучених Штатах вивчали вплив вмісту міді на втомну міцність 7000 серія алюміній, і виявили, що вміст міді в діапазоні, який не є надто високим, підвищує опір втомі та в’язкість руйнування циклічної деформації зі збільшенням вмісту міді, та корозії Середовище зменшує швидкість росту тріщин, але додавання міді має тенденцію до міжкристалічної та точкової корозії. За іншими даними, вплив міді на в'язкість руйнування пов'язаний зі значенням ω(Zn):ох(Mg). Коли коефіцієнт невеликий, тим вище вміст міді, тим гірше міцність; коли співвідношення велике, в'язкість ще вища, навіть якщо вміст міді вищий. дуже добре.
Також є невелика кількість таких мікроелементів, як марганець, хром, цирконій, ванадій, титан, і бору в сплаві. Шкідливими домішками в сплаві є залізо і кремній. Їх взаємодія полягає в наступному:
(1) Марганець і хром: додавання невеликої кількості елементів перехідної групи марганцю, хром, тощо. has a significant effect on the structure and properties of the alloy. Ці елементи можуть утворювати дисперговані частинки під час гомогенізації та відпалу злитка для запобігання міграції дислокацій і меж зерен., тим самим підвищуючи температуру рекристалізації та ефективно запобігаючи росту зерен; він може очистити зерна та забезпечити гарячу структуру після обробки та термічної обробки, зберігається нерекристалізований або частково рекристалізований стан, що покращує міцність і має кращу стійкість до корозії під напругою. У покращенні стійкості до корозії під напругою, додавання хрому має кращий ефект, ніж додавання марганцю. Термін служби корозійного розтріскування під напругою при додаванні ω(кр)=0,45% — це в десятки сотень разів більше, ніж додавання такої ж кількості марганцю.
(2) Цирконій: Останнім часом спостерігається тенденція заміни хрому та марганцю на цирконій. Цирконій може значно підвищити температуру рекристалізації сплаву. Будь то гаряча чи холодна деформація, нерекристалізовану структуру можна отримати після термообробки, і цирконій також може збільшити загартовуваність сплаву, зварюваність, в'язкість руйнування, стійкість до корозії під напругою, тощо, є дуже перспективними мікродобавками в сплавах серії Al-Zn-Mg-Cu.
(3) Титан і бор: Титан і бор можуть подрібнювати кристалічні зерна сплаву в литому стані та підвищувати температуру рекристалізації сплаву.
(4) Залізо і кремній: Залізо і кремній - шкідливі домішки, які неминуче присутні в 7 серії алюмінієвих сплавів, які в основному походять із сировини, інструментів та обладнання, що використовується для плавки та лиття. Ці домішки в основному існують у формі твердого та крихкого FeAl 3 і вільний кремній. Ці домішки також утворюються (FeMn)Ал 6, (FeMn)І 2 Ал 5, Ал(FeMnCr) та інші грубі сполуки з марганцем і хромом. FeAl 3 має роль очищення зерна, але це має більший вплив на стійкість до корозії. Зі збільшенням вмісту нерозчинної фази, збільшується також об'ємна частка нерозчинної фази. Ці нерозчинні фази будуть розбиті та подовжені при деформації, і з’явиться стрічкоподібна структура. , Частинки розташовані по прямій лінії вздовж напрямку деформації і складаються з коротких, не з'єднані смуги. Тому що частинки домішок розподіляються всередині зерен або на їх межах, під час пластичної деформації, пори виникнуть на частині межі зерно-матриця, внаслідок чого утворюються мікротріщини, які стають батьківщиною макротріщин. В той самий час, це також сприятиме передчасному розвитку тріщин. В додаток, він має більший вплив на швидкість росту втомних тріщин. Це має певний ефект зниження локальної пластичності під час руйнування. Це може бути пов'язано зі збільшенням кількості домішок, які скорочують відстань між частинками, тим самим зменшуючи потік пластичної деформації навколо тріщини. Сексуально пов'язані. Тому що фази, що містять залізо і кремній, важко розчиняються при кімнатній температурі, вони відіграють роль виїмок і, швидше за все, стануть джерелами тріщин, що призведе до руйнування матеріалу, що дуже негативно позначається на подовженні, особливо в'язкість руйнування сплаву. тому, у проектуванні та виробництві нового сплаву, вміст заліза і кремнію суворо контролюється. На додаток до використання металевої сировини високої чистоти, деякі заходи також були вжиті під час процесу плавлення та лиття, щоб уникнути змішування двох елементів у сплаві.