Summary：超高強鋁合金最早出現在20世紀50年代，那是工藝發展不完善，在應力腐蝕以及缺口敏感上都存在一定問題，使其在應用方面并未得到重視。但隨著科技的發展，抗控技術突破了發展瓶頸，對結構材料的要求也越來越高，減重、耐腐蝕、強度高已成為鋁合金必然發展趨勢。

　　超高強鋁合金的硬度比較高、強度比較大，是一種應用范圍比較廣泛的鋁合金材料。超高強鋁合金的制作成本相對較低，在民用領域以及軍事領域中的應用都比較廣泛。我國關于超高強鋁合金的研發時間起步相對較晚，隨著我國社會經濟的快速發展，科技水平在不斷加強，目前超高強鋁合金在我國的制備方法也越來越多。

　　Al-Zn-Mg-Cu系鋁合金就是超高強鋁合金，又稱為7系鋁合金，其優點就是強度、硬度、耐用性、經濟性較好，又能夠耐腐蝕，被航天航空領域廣泛使用。超高強鋁合金的研究路程較為坎坷，從1923年開始，外國科學家就對鋁合金進行研究，通過加入各種元素來調整其硬度和強度等，雖然通過研究強度是加強了，但是其抗應力耐腐蝕性均無法達到實際應用的標準。國外的超高強鋁合金研究主要方向都是想著高強度、高韌性、耐腐蝕性方向發展，其合金化程度越來越高，雜質含量越來越低，純度越來越純，各種元素搭配使其達到最優模式。國內的超高強鋁合金研究起步較晚，八十年代處開始研究高強高韌鋁合金材質用于航空領域，投入大量的人力物力，到2000年我國超高強鋁合金的發展程度已經達到了國外90年代中期的水平，在近十年中，我國更是致力于研究特高強度鋁合金，目前研究取得了非常大的進展，技術領先于國際水平，并且應用廣泛，能夠突破傳統金屬的制造范圍。

　　超高強鋁合金中Zn含量大于3%，Cu的含量大于Mg的含量，Mg含量大于1%。九游官網app其中Cu是超高強鋁合金極其重要的元素，它能夠改善晶體結構，提高抗腐蝕性能。研究發現，當Zn/Mg比例較小時，Cu含量越高就越脆，韌性越差，反之比值變大，韌性越好。所以超高強鋁合金的搭配比例是關鍵，除了這些元素外，還有微量元素的添加。在超高強鋁合金中，鐵和硅不僅是雜質，還能破壞鋁合金的性能，由于它們在高溫中很難溶解，熱加工的時候就容易變形，使得機體發生空隙，產生裂痕直接降低了合金的韌性。

　　合金的性能受到多方面的影響：一是基體沉淀相。合金有較高的強度主要是由于合金的基體組織，在固溶處理后，基體組織隨著時間的變化發生變化，沉淀相質點分數越大，分布廣且均勻，則抗應力腐蝕性及韌性就強。二是晶界沉淀相。晶界沉淀相對合金的影響主要是網狀分布的晶界沉淀相會破壞合金的性能，找出韌性不住，容易開裂的情況。三是晶界無沉淀析出帶。晶界無沉淀析出帶與晶界沉淀相息息相關，很難分開。縮小晶界無沉淀析出帶對合金性能還是有利的。研究學者經歷了幾千萬次試驗，通過調整元素配比來達到做好的韌性。在研究過程中發現，處理元素外，其他影響因素主要就是晶體形狀和大小，材料組織狀態等。

　　在均勻化熱處理過程中，主要是對鑄錠的溫度進行合理控制，將鑄錠加熱到與固相線或者共晶溫度接近的溫度范圍內。同時，需要在這一溫度環境中長時間保溫，之后便將其冷卻到室溫，這樣能夠完全溶解能夠溶解的相以及組織，從而使過飽和固溶體以及少量彌散析出細小的質點。在均勻化處理以后可以保證鑄造過程中形成非平衡第二相溶解，有利于降低第二相的體積分數，提高合金的熱塑性以及固溶度。還有利于提升鋁合金的固熔強度。在均勻化退火處理后，鑄錠組織在室溫下的塑性能夠得到一定提升，改善冷變形工藝性能以及熱變形工藝性能，有利于降低鑄錠熱軋開裂的危險系數，可以極大程度上改善熱軋帶板的邊緣質量，有利于提高制品的擠壓速度。另外，利用均勻化退火處理能夠降低鑄錠的抗變形抗力，提高整體生產率。

　　在超高強鋁合金熱處理過程中，固溶處理措施是不能缺少的主要環節。在固溶處理過程中合金組織會產生一定變化，直接影響合金制品的后續變形以及熱處理的效果。固溶處理的主要目的是獲取過飽和固溶體。在應用過程中可以將第二相在基體內隨著溫度降低減小的合金加熱到第二相能夠全部融入固溶體的溫度。在保溫一段時間后，可以利用相對較快的冷卻速度對第二相自溶固體進行冷卻，這樣能夠獲取過飽和溶質原子以及空位。在傳統的鑄錠均勻化處理過程中，溫度以及變形組織的固溶溫度都比非平衡共晶熔點低，一般情況下殘留的結晶粒不能徹底溶解。

　　一是單級時效處理。在單級時效處理過程中，必須將溶解溫度的臨界值作為合金熱處理的分界點，才能夠對單級時效處理進行有效劃分。根據鋁合金進行時效處理后的具體組織，可以對時效分劃分為峰值時效、欠時效、過時效3種。其中，欠時效的時效溫度相對較低，這樣能夠確保鋁合金的合金塑性。而過時效的溫度相對較高，可以在極大程度上保證了合金制品的綜合性能良好。二是雙級時效處理。雙級時效處理主要是在不同溫度環境下對合金進行兩次時效處理。第一級時效處理以低溫預時效為主，這種時效處理在超高強鋁合金熱處理過程中屬于成核處理階段，處理成的鑄錠密度相對較高，同時可以使鑄錠形成較大尺寸。在這種情況下可以作為時效沉淀相的核心進行應用，能夠保證組織的均勻性。

　　在超高強鋁合金形變熱處理過程中，將塑性變形以及熱處理共同作用在合金上，能夠對合金的形狀等進行有效控制。形變熱處理的技術比較多，主要包括低溫形變熱處理、高溫形變熱處理、中間形變熱處理以及最終形變熱處理等。通常情況下，在對超高強鋁合金進行形變熱處理時，中間形變熱處理以及對中性面熱處理的應用比較多。低溫形變熱處理技術主要是對Al-Cu-Mg系列的合金進行處理，但對Al-Zn-Mg-Cu系列的合金會產生不利影響。高溫形變熱處理技術將熱加工作為固溶處理環節，之后在短時間內淬火，一般對Al-Cu以及Al-Mg-Si系列合金有較為優良的處理效果，但是不能將高溫形變熱處理工藝應用在Al-Zn-Mg-Cu系列合金中。

　　綜上所述，在超高強鋁合金材料發展過程中，將其應用在工業領域、民用領域以及軍事領域都具有較強的應用效果。為了能夠進一步提高超高強鋁合金的加工水平，需要全面掌握超高強鋁合金熱處理技術。在對熱處理工藝進行研究時，需要從超高強鋁合金的均勻化處理、固溶處理、時效處理以及形變熱處理等方面出發，對每一個熱處理工藝要點進行科學掌握，這樣才能不斷完善我國超高強鋁合金的熱處理技術，提高超高強鋁合金的加工質量。

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