T73板材、擠壓材及鍛件的人工時(shí)效規(guī)范

在中國(guó)航空航天器用鋁材中，7A09合金是優(yōu)選的主要受力結(jié)構(gòu)件高強(qiáng)度合金之一，可供應(yīng)的半成品有板材、帶材、棒材、型材、厚壁管、鍛件等，該合金的化學(xué)成分比7A04合金更加合理，因而有更為優(yōu)越的綜合性能，成為設(shè)計(jì)師主選材料之一，它的化學(xué)成分（質(zhì)量%）：0.5Si，0.5Fe，（1.2~2.0）Cu，0.15Mn，（2.0~3.0）Mg，（0.16~0.30）Cr,(5.1~6.1)Zn,0.10Ti,其他雜質(zhì)單個(gè)0.05，合計(jì)0.10，其余為Al。

7A09合金在退火與固溶處理狀態(tài)有良好的成形性能，人工時(shí)效后成形性能較低，在T6狀態(tài)有滿(mǎn)意的斷裂韌度；在T73過(guò)時(shí)效下的強(qiáng)度雖比T6狀態(tài)時(shí)的較低，但具有良好的抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能，且具有較高的韌性。T76材料有高的抗剝落腐蝕性能。T74同時(shí)具有高的強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能。

7A09合金的抗拉強(qiáng)度Rm比2A12和2A14鋁合金的高，而且抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能也比它們的高，因此用它制造飛行器零部件，不僅有更大的減重效果，而且安全性更高了，其疲勞強(qiáng)度并未同步相應(yīng)提高，因此在設(shè)計(jì)主要承受抗疲勞載荷零部件時(shí)，有必要認(rèn)真考慮此問(wèn)題。溫度升高時(shí)，7A09合金強(qiáng)度下降較快，故其工作溫度不宜超過(guò)125℃。

7A09合金的不完全退火規(guī)范：290℃~320℃，2h~4h,空冷；完全退火規(guī)范：（390℃~430℃）/（0.5h~1.5h），以≤30℃/h的冷卻降溫速度冷至≤200℃，然后出爐空冷。

該合金的固溶處理溫度460℃~475℃，但包鋁板材的處理溫度宜靠下限，不宜多于2次，以免合金元素穿透包鋁層，降低材料的抗蝕性，冷卻介質(zhì)為室溫、溫水或其他適宜介質(zhì)，轉(zhuǎn)移不應(yīng)＞15s。T6板材的處理溫度（135℃±5℃）/（8h~16h），其他材料的為（140℃±5℃）/16h，T73板材、擠壓材及鍛件的人工時(shí)效規(guī)范見(jiàn)表。

7A09合金的熔煉設(shè)備與其他變形鋁合金的相同，熔煉溫度710℃~750℃，鑄造溫度710℃~735℃，錠的尺寸較小選用偏低一些的鑄造溫度，合金的熔化溫度477℃~638℃。

7A09合金是一種重要的受力結(jié)構(gòu)鋁合金，在殲擊機(jī)、中程轟炸機(jī)、運(yùn)輸機(jī)及教練機(jī)制造中獲得了廣泛的應(yīng)用，用于制造前起落架零件、機(jī)翼前梁、大梁、機(jī)身對(duì)接框支臂與支柱、隔板、肋板、主梁接頭、平尾上下壁板、液壓系統(tǒng)零件、液壓油箱活塞桿與內(nèi)外筒等關(guān)鍵零件。

7A09-T73合金的斷裂韌度（Kc，N/mm2，  ）比T6材料的高，而裂紋擴(kuò)展速率又比T6材料的低，它的疲勞強(qiáng)度也優(yōu)于T6材料，熱導(dǎo)率也比T6狀態(tài)的高一些，25℃時(shí)為156W/(m.℃)；7A09-T6合金50℃時(shí)的比熱容為888J/（kg.℃），室溫電導(dǎo)率18.5MS/m。除應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能以外，7A09合金的一般抗腐蝕性能與2A12合金的相當(dāng)。7A09合金S-T方向有應(yīng)力腐蝕尅列敏感性，L-T和L向的應(yīng)力腐蝕門(mén)檻值大于300N/mm2，因此這兩個(gè)方向上的抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能足以滿(mǎn)足使用要求。若要求更高，可使用T73材料，這種狀態(tài)材料的抗拉強(qiáng)度Rm比T6材料的約低10%，但其L-T向的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂門(mén)檻值比300N/mm2的大不少。

對(duì)于既要求強(qiáng)度，又要考慮應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂性能的零件，則宜采用T74狀態(tài)材料。7A09-T74合金的模鍛件的抗應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂門(mén)檻值為210N/mm2。7A09合金的防腐蝕措施有陽(yáng)極氧化、化學(xué)防腐處理和涂料涂層。

7A09合金的組織有α-Al固溶體與第二相質(zhì)點(diǎn)組成，第二相質(zhì)有三類(lèi)：第一類(lèi)為合金凝固時(shí)形成的金屬間化合物如Al7FeCR、Al3Fe、Mg2Si，尺寸較大，在壓力加工時(shí)被壓碎，呈塊狀，成串分布，尺寸為0.5μm~10μm,加熱時(shí)不溶于固溶體，降低材料的韌性；第二類(lèi)是含鉻的質(zhì)點(diǎn)如Al2CrMg2，它們是錠坯在均勻化與加工前的加熱過(guò)程中從固溶體中析出的，其大小為0.05μm~0.5μm，對(duì)材料的再結(jié)晶過(guò)程與晶粒長(zhǎng)大有明顯阻礙作用；第三類(lèi)是時(shí)效強(qiáng)化相，固溶處理時(shí)融入固溶體中，時(shí)效從固溶中析出，是影響材料性能的重要因素。T6狀態(tài)材料強(qiáng)化質(zhì)點(diǎn)主要是≤4nm的GP區(qū)，T74材料的主要強(qiáng)化質(zhì)點(diǎn)是5nm~6nm的過(guò)渡相η'，T73材料的強(qiáng)化相是8nm~12nm的過(guò)渡相η'及20nm~80nm的η相質(zhì)點(diǎn)。

7A09-O材料的成形性能與2A12-O合金的相當(dāng)，在180℃~370℃有良好的可成形性；新淬火材料的可成形性與2A12合金的大致等同，板材淬火后在室溫下4h內(nèi)仍有良好的可成形性，冷凍保持可成形性的時(shí)間：0℃時(shí)24h,-7℃時(shí)3d,-18℃時(shí)7d。

7A09合金的鍛造溫度320℃~440℃，開(kāi)鍛溫度宜≤400℃，過(guò)高會(huì)產(chǎn)生熱脆，特別在自由鍛時(shí)尤應(yīng)謹(jǐn)慎。7A09合金不易熔焊，即便電阻焊也不如2A12合金。鍛件可在≤80℃的熱水中淬火。淬火及時(shí)效后的7A09合金有良好的可切削性能。

（王祝堂）