高鋁鋅合金由于具有良好的力學(xué)性能和優(yōu)異的電氣性能指標(biāo)，是部分黃銅產(chǎn)品的理想替代品，長期以來一直受到人們的廣泛關(guān)注。由于鋅合金難于塑性加工的特性，有關(guān)鋅鋁合金的研究大部分集中于重力鑄造和壓鑄加工。高鋁鋅合金中由于鋅在鋁中容易形成過飽和固溶體、脫溶沉淀和四相反應(yīng)等亞穩(wěn)轉(zhuǎn)變對時(shí)效過程中的硬度變化起到?jīng)Q定性的作用。
由于高鋁合金特有的凝固動力學(xué)特性和鑄造特點(diǎn)，決定了鑄造組織都為粗大的非平衡態(tài)結(jié)構(gòu)，材料表現(xiàn)為尺寸不穩(wěn)定、韌性差和性能低的問題。改善鋅合金的塑性加工性質(zhì)和提高力學(xué)性能是材料科學(xué)家不懈的追求。本文選擇低鋁的ZA2合金，采用熱擠壓變形的方法制造變形鋅合金棒材，通過時(shí)效處理的方法以期改善鋅合金的綜合使用性能。并探究鋅合金的時(shí)效變形機(jī)理，為變形加工鋅鋁合金的進(jìn)一步應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
實(shí)驗(yàn)所用ZA2合金成分為Zn-2Al(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)。使用純度為99.95%的工業(yè)純鋅和工業(yè)純鋁，先將該合金在10kg中頻熔煉爐內(nèi)熔煉成Φ85mm×150mm的鑄錠，記為試樣1#，再將鑄錠車成Φ80mm×100mm的擠壓坯料，在315T立式擠壓機(jī)上擠壓出準(zhǔn)Φ14.5mm的棒材，擠壓比為28，擠壓溫度280℃，記為試樣2#。對擠壓態(tài)棒材試樣進(jìn)行不同溫度(150、250和350℃)保溫不同時(shí)間(1、3、3.5、5和7h)的退火處理，熱處理試驗(yàn)在箱式電阻爐中進(jìn)行。
變形ZA2合金的時(shí)效退火處理過程中會發(fā)生擇優(yōu)取向，出現(xiàn)針狀的取向組織。并且會發(fā)生明顯的退火硬化現(xiàn)象，退火溫度的升高可明顯提高合金的顯維硬度。ZA2合金的變形機(jī)理取決于晶界滑動和晶粒的轉(zhuǎn)動，而不是位錯密度增殖理論。退火過程中出現(xiàn)的針狀析出物，阻止了基體的均勻性和連續(xù)性，起到提高硬度的作用。