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摘要：本文通过三组对比实验得出自然时效时间越长材料性能也就越高， 同时应用统计方法证明了自然时效时间不同7A04型材热处理后性能将呈现出明显的差异性。7A04型材热处理后平均抗拉强度可达650.3MPa，平均伸长率可达14.0%。然而，自然时效时间不同7A04型材性能也不同。

关键词：固溶处理;自然时效;抗拉强度;伸长率

中图分类号：TU  文献标识码：A  文章编号：（2020）-04-266

引言

铝及铝合金是应用最广泛的一类金属材料，由于纯铝强度低、塑性好，纯铝应用范围较窄，铝合金在制作各种零部件、结构件之前之前还需进行热处理提高其力学性能才能满足实际需求。铝合金热处理中人们多重视固溶处理和人工时效处理，而它们之间的自然时效却常被人们所忽视。本文通过三组对比实验论证了自然时效对7A04铝合金热处理后抗拉强度和伸长率的的影响。

1选材及试验方法

实验方案及步骤如下：

1）选材：实验选用7A04棒材化学成分见表1。

2）试样粗加工：从棒材上截取三段将其加工成11×11×55条块，将其分为A、B、C三组。

3）热处理方案：A组固溶处理（460℃×2h）+自然时效（46h）+人工时效处理（120℃×24h）;B固溶处理（460℃×2h）+自然时效（19h）+人工时效处理（120℃×24h）;C固溶处理（460℃×2h）+自然时效（1h）+人工时效处理（120℃×24h。

2实验数据及统计分析

热处理之后我们对试样进行机械性能检测，测量其抗拉强度及伸长率并按从小到大顺序排列见表2。

从表2可知：在抗拉强度和伸长率平均数值上均有A组大于B组;B组大于C组的规律。A组平均抗拉强度值最高为650.3MPa，伸长率为14.0%。

1） 抗拉强度和伸长率均有A组>B组>C组的规律。

2） 随着自然时效时间的延长抗拉强度数据波动减小。

3） 自然时效时间的长短对抗拉强度的影响

3.1理论分析

由于固溶处理淬火时形成的过饱和固溶体处于不平衡状态。因此，在进行自然时效即常温放置时将发生脱溶沉淀形成包括GP区在内的过度相或平衡的次生相「13」。在随后进行的人工时效过程中GP区则长大并转变成η′相。时间继续延长η′相逐渐转变为η相「14」（MgZn2，AL-Zn-Mg-Cu系铝合金主要强化相「15」）。短期进行自然时效时由于温度低，原子扩散能力弱一般只完成析出的初始阶段，其形成近似球状的GP区「16」尺寸也非常小。随着停留时间的延长，小的GP区长大到人工时效难以溶解的程度将会发生上述转变形成强化相，才会对强度有明显的影响。由于铝合金热处理后随着抗拉强度的增加伸长率也有所增加，因此随着自然时效时间的延长材料的性能也表现出明显的差异性。

3.2结论

（1）7A04型材热处理后平均抗拉强度值为650.3MPa，平均伸长率为14.0%。

（2） 自然时效46h比19h平均抗拉强度提高6.3MPa，平均伸长率提高0.8%，自然时效19h比1h平均抗拉强度提高2.2MPa，平均伸长率提高0.4%。

（3）自然时效时间不同试样的抗拉强度和伸长率将呈现出明显的差异性，且停留时间越长差异越大。

（4）自然时效时间的变化对抗拉强度的影响要比对伸长率的影响明显。

作者单位：北方华安集团有限公司质量管理部