● 摘要
Al-Zn-Mg-Cu合金作为一种高强度的铝合金广泛应用于航空航天领域。但在合金的成分优化，显微组织控制和强韧化机理方面的研究仍不具体透彻。相图计算CALPHAD(Calculation of Phase Diagram)技术，能够预测生成相、相变特征温度以及相含量随温度变化等过程，为材料制备过程提供了有关生成相的组成及相含量方面的重要信息。本文利用热力学计算软件“Thermo-Calc”，以热力学原理为依据，通过对7050、7150、7055、7085四种铝合金进行热力学计算来科学的研究超高强铝合金的合金化原理和合金析出相的特点，从而从热力学角度来解释成分的变化对合金性能的影响。本文分别对镁、锌、锆以及杂质元素对四种超高强铝合金的影响进行了热力学计算得出的主要结论如下：热力学计算结果表明7055铝合金中强化相的量最高，强度最大。7085和7055合金中粗大的第二相较少，因而综合性能比7050，7150好。主合金元素对析出相的影响经热力学计算得出主要强化相的量按7055、7085、7150、7050的顺序降低。SPHASE相的量7085最低，7050最高。ALCU_THETA相7085较高些，7050只含有微量。QPHASE相只在7050和7150合金中出现。经热力学计算锆含量变化对超高强铝合金中主要析出相的量影响不大。锆可以降低合金的淬火敏感性，抑制再结晶。超高强铝合金中锆的现有含量可以保证合金达到较好的综合性能。热力学计算结果表明铁含量对超高强铝合金主要析出相的量没有明显影响，有害相Al13Fe4相的量随铁含量的增加而增加。硅含量增加降低MgZn2相的量，同时有害相MgSi2相的量随硅含量的增大而增大。两种有害相Al13Fe4，MgSi2量的增大对合金的断裂韧性有非常不利的影响。因而超高强铝合金中要控制铁，硅的含量。