瞬时脉冲电流和后续时效对7075铝合金力学性能和微观组织的影响

作     者：崔晓辉 余卓行 肖昂 颜子钦 阳光 王瀚鹏 李瑞 

作者机构：中南大学轻合金研究院 中南大学极端服役性能精准制造全国重点实验室 海南大学海南省皮米电子显微学重点实验室 中南大学机电工程学院 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主　　题：7075铝合金 脉冲电流处理 人工时效 微观结构 

摘      要：7075高强铝合金具有密度低、比强度高和耐腐蚀性好等优点，被广泛应用于航空航天运载器。脉冲电流能够调控铝合金微结构和性能，但常规脉冲电流的电流峰值低和作用时间长，导致效率较低和材料性能弱化。本文提出了瞬时脉冲电流对铝合金超快固溶和后续时效强化的制造方案，采用宏微观实验手段分析了材料力学性能和微观组织演变规律。结果表明：随着放电电压的升高，预拉伸后7075铝合金材料屈服强度逐渐下降，但延伸率呈现“小幅度提高-降低-大幅度提高的变化趋势。当脉冲电流峰值超过86kA（对应的放电电压超过9kV）时，材料力学拉伸曲线出现了波特文-勒夏特利（Portevine Le Chatelier，PLC）效应。当脉冲电流峰值超过96kA（对应的放电电压超过10kV）时，试样的延伸率提高超过508.09%。微观表征发现10kV电压下材料中位错密度降低，η 相回溶到铝基体并形成过饱和固溶体，从而显著提升了材料塑性。这表明瞬时脉冲电流能够实现7075铝合金超快（1ms）固溶。对固溶后7075铝合金采用人工时效处理，材料硬度在人工时效21h达到峰值，峰值时效后材料的硬度达到常规固溶淬火的98.69%。