简介概要

成分对Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金淬火敏感性及组织性能的影响

来源期刊：稀有金属2019年第6期

论文作者：张星临陈送义周亮范淑敏陈康华

文章页码：561 - 570

关键词：Al-Zn-Mg-Cu铝合金;淬火敏感性;Cu含量;组织与性能;

摘要：7056超强铝合金具有较高的强韧性及耐蚀性,是近几年研究的热点铝合金之一,但国际上对该合金淬火敏感性的研究仍未见报道。采用末端淬火实验,结合扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察及Thermo-calc模拟软件对Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金进行相图计算,对比研究了7150, 7055, 7050和7056 4种Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金的淬火敏感性及组织性能。研究表明, 7055, 7150, 7050, 7056 4种合金淬透层深度分别为40, 60, 90, 80 mm; T6状态下, 7056合金端部和内部硬度高于7055合金,显著高于7150和7050合金。进一步研究Cu含量对7056合金的淬火敏感性及组织性能的影响,表明7056合金随着Cu含量的降低,淬火敏感性显著降低, Cu含量达到7056合金成分下限时,合金单边淬透深度达100 mm;拉伸强度与塑性变化不大,抗拉强度处在675～685 MPa之间,屈服强度处在625～635 MPa之间,延伸率在10%～11%区间内波动,无明显规律;电导率提高, 1.03%Cu时合金电导率达35%IACS。7056合金兼具超强和高淬透性的特性与其低Cu高Zn合金成分有关。

网络首发时间: 2018-03-06 16:24

稀有金属 2019,43(06),561-570 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.xy18010017

成分对Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金淬火敏感性及组织性能的影响

张星临陈送义周亮范淑敏陈康华

中南大学轻质高强结构材料重点实验室

中南大学有色金属先进结构材料与制造协同创新中心

中南大学轻合金研究院

摘要：

7056超强铝合金具有较高的强韧性及耐蚀性, 是近几年研究的热点铝合金之一, 但国际上对该合金淬火敏感性的研究仍未见报道。采用末端淬火实验, 结合扫描电子显微镜 (SEM) 和透射电子显微镜 (TEM) 观察及Thermo-calc模拟软件对Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金进行相图计算, 对比研究了7150, 7055, 7050和7056 4种Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金的淬火敏感性及组织性能。研究表明, 7055, 7150, 7050, 7056 4种合金淬透层深度分别为40, 60, 90, 80 mm; T6状态下, 7056合金端部和内部硬度高于7055合金, 显著高于7150和7050合金。进一步研究Cu含量对7056合金的淬火敏感性及组织性能的影响, 表明7056合金随着Cu含量的降低, 淬火敏感性显著降低, Cu含量达到7056合金成分下限时, 合金单边淬透深度达100 mm;拉伸强度与塑性变化不大, 抗拉强度处在675～685 MPa之间, 屈服强度处在625～635 MPa之间, 延伸率在10%～11%区间内波动, 无明显规律;电导率提高, 1.03%Cu时合金电导率达35%IACS。7056合金兼具超强和高淬透性的特性与其低Cu高Zn合金成分有关。

关键词：

Al-Zn-Mg-Cu铝合金;淬火敏感性;Cu含量;组织与性能;

中图分类号： TG146.21;TG156.3

作者简介：张星临 (1992-) , 男, 湖南长沙人, 硕士研究生, 研究方向:Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金;E-mail:443000530@qq.com;*陈康华, 教授;电话:0731-88830714;E-mail:khchen@mail.csu.edu.cn;

收稿日期：2018-01-06

基金：国家重点研发计划项目 (2016YFB0300801);国家重点基础研究计划项目 (2012CB619502);国家自然科学基金重大科研仪器设备研制专项项目 (51327902) ;国家自然科学基金项目 (51201186) 资助;

Effect of Composition on Quenching Sensitivity and Microstructures-Properties of Super-Strength Al-Zn-Mg-Cu Aluminum Alloys

Zhang Xinglin Chen Songyi Zhou Liang Fan Shumin Chen Kanghua

Science and Technology on High Strength Structural Materials Laboratory, Central South University

Collaborative Innovation Center of Advanced Nonferrous Structural Materials and Manufacturing, Central South University

Light Alloy Research Institute, Central South University

Abstract：

Super-strength 7056 aluminum alloys have high toughness and corrosion resistance, which is one of the hot-spot aluminum alloys studied in recent years, but the international research on the quenching sensitivity of this alloy has not been reported. The quenching sensitivity and organizational performance of four Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloys (7150, 7055, 7050, 7056) were studied by end quenching experiment, scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM) observation and calculation of thermo-calcphase diagram. The quenching depth of four alloys (7055, 7150, 7050, 7056) were 40, 60, 90 and 80 mm, respectively. In T6 state, the hardness of 7056 alloy was higher than that of 7055 alloy, and significantly higher than that of 7150 and 7050 alloys. The effect of copper content on the quenching sensitivity and microstructure-properties of 7056 alloy were further researched. As the copper content of 7056 alloy decreased, the quenching sensitivity significantly decreased, the quenching depth of 7056 alloy reached 100 mm, as copper content reached the lower limit of 7056 alloy. The strength and plasticity did not change much, tensile strength was between 675～685 MPa, and the yield strength was between 625 and 635 MPa, and the elongation rate fluctuated within the range of 10%～11%. The conductivity increased. When the copper content was 1.03, the electrical conductivity of the alloy reached 35% IACS. The ultra-high strength andlow quenching sensitivity of 7056 alloy were related with its composition of low copper/high zinc content.

Keyword：

Al-Zn-Mg-Cu aluminum alloy; quenching sensitivity; copper content; microstructures and properties;

Received： 2018-01-06

Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金因其较高的强度、较好的加工性能而广泛应用于交通运输及航空航天等领域 ^[1,2,3,4] 。随着飞行器结构向轻量化、整体化及大型化方向发展, 高性能厚截面超强铝合金材料成为航空航天、交通运输等高技术领域的迫切需求。

一般Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金材料 ^[5,6,7] , 如抗拉强度达到600 MPa级的7055超强铝合金材料, 淬火敏感性较高, 截面厚度增加, 淬火时材料内部冷却速率较低, 淬火中平衡相析出严重, 降低时效后材料强度、韧性与耐蚀性, 是制约厚截面超强铝合金材料发展的瓶颈问题 ^[8,9] 。针对一般Al-Zn-Mg-Cu超强铝合金淬火敏感性较高的问题, 国际上研制了7085等低淬火敏感性合金 ^{[10,11,12,13]} , 但这类合金抗拉强度普遍低于600 MPa, 主要用于框梁等主承力结构。进入21世纪, 法国研究者通过提高Zn含量, 降低Mg, Cu含量, 开发出7056新型超强铝合金 ^[11] 。 7056合金抗拉强度大于600 MPa, 断裂韧性较高, 已用于A380飞机上翼壁板等关键结构。当前, 7056铝合金的组织性能成为国内外铝合金领域关注的热点, 开展了一系列研究工作 ^{[14,15,16,17]} 。但对7056超强铝合金的淬火敏感性问题尚未见报道。本文首先采用末端淬火实验, 比较7056合金与7150, 7055, 7050 3种合金的淬火敏感性; 随后, 进一步探究Cu合金成分对7056合金淬火敏感性影响规律, 探讨如何在保证强度的情况下, 最大限度地降低合金的淬火敏感性。

1 实验

对比研究合金为7150, 7055, 7050, 7056铝合金。合金所用原料为高纯铝 (99.99%) 、工业纯镁 (99.9%) , 工业纯锌 (99.9%) , 纯铜 (99.9%) , 及Al-5.1Zr, Al-4.95Ti, Al-30Si中间合金。熔炼温度为760～800 ℃。浇注前采用C₂Cl₆进行除气、除渣, 静置30 min后, 720～760 ℃浇入直径110 mm水冷铁模中, 冷却至室温。

制备的铸锭放入箱式电阻炉中进行均匀化 (410 ℃/8 h+465 ℃/6 h+470 ℃/36 h) 热处理。随后将样品升温至435 ℃保温3 h, 在500 t压力机上进行热挤压变形, 将坯料挤压成长×宽为63 mm×13 mm的板带材, 适当控制挤压速度使样品变形更均匀。

待样品挤压完毕后, 从样品上选取长×宽×高为150 mm×13 mm×15 mm的棒样, 随炉升温进行固溶处理 (465 ℃/1 h+470 ℃/1 h) , 随后迅速将棒样取出放置在专门的末端淬火实验装置上, 对试样末端进行强喷射冷却, 转移时间控制在5 s以内。待棒样冷至室温, 放入循环鼓风干燥箱中进行人工时效, 时效制度为120 ℃/24 h。

用线切割机将棒样沿高度方向从中心切开, 打磨, 抛光后使用Vickers Hardness Tester维氏硬度计, 每隔5 mm, 以中心为基点测3点取平均值并绘制淬透性曲线。采用D60K数字金属电导率测量仪测量样品电导率, 测量方式为每隔5 mm检测一点。取距淬火端5 mm以及120 mm两处位置的样品, 打磨, 抛光后对微观组织进行观察。将两样品打磨抛光后, 使用Nova Nano SEM230电镜观察显微组织, 并进行能谱分析。冲片及双喷减薄后, 在JEOL-2100透射电镜 (TEM) 下观察析出相及晶界处形貌。

2 结果与讨论

2.1 7150, 7055, 7050, 7056合金淬火敏感性比较

2.1.1 端淬法淬火敏感性测试结果

实验用铝合金实测成分见表1, 图1所示为4种合金硬度实测值与保留值随距离增加的变化曲线。由图1 (a) 可知, 7056合金硬度值始终保持最高值 (包括淬火端部) ; 7055合金端部硬度仅次于7056合金, 但随淬火层深度的加深 (距淬火末端距离的增大) , 硬度值逐渐降为最低值; 7050合金端部硬度值最低, 从35 mm左右处开始, 由于下降速度缓慢, 硬度值逐渐高于7150, 7055合金, 但始终较7056合金低。

图1 (b) 为4种合金硬度保留值, 将合金各不同部位的硬度实测值与端部硬度做比, 并记硬度下降8%的位置 (距淬火端部的距离) 为淬透部位。 7050, 7056, 7055和7150单边淬透深度依次为90, 80, 40和60 mm。 4种合金的淬火敏感性由低到高依次为: 7050, 7056, 7150, 7055; 7056合金淬火敏感性接近7050合金水平, 远优于7150及7055合金。

表1 4种合金的化学成分

Table 1 Chemical compositions of four studied alloys (%, mass fraction)

Alloy	Zn	Mg	Cu	Zr	Fe	Si	Ti	Al
7050	5.97	1.94	1.90	0.11	<0.05	<0.01	0.0040	Bal.
7150	6.71	2.23	2.06	0.11	<0.05	<0.01	0.0058	Bal.
7055	7.93	1.90	2.10	0.11	<0.01	<0.01	0.0093	Bal.
7056	9.28	1.73	1.64	0.11	<0.01	<0.01	0.0040	Bal.

图1 4种不同合金淬火敏感性曲线

Fig.1 Quenching sensitivity chart of four studied alloys

(a) Measured value of hardness; (b) Retention value of hardness; (1) 7056 alloy; (2) 7150 alloy; (3) 7055 alloy; (4) 7050 alloy

图2为4种合金电导率实测值随距端部距离增加而变化的曲线。 4种合金中, 7056合金端部电导率值最高, 为19.4 MS·m^-1 (33.45 %IACS) , 且随距离的增加, 电导率值始终维持最高水平; 7055及7150合金电导率较低; 7050合金端部电导率为18.9 MS·m^-1 (32.59 %IACS) , 居于7056合金及7055, 7150合金之间。电导率高低与合金固溶体畸变程度有关, 晶体晶格常数的变化决定固溶体畸变程度。元素与Al基体晶格常数差别越大, 对晶格畸变影响越大, 产生的电阻越大, 电导率越小。 3种主要元素与Al元素半径的差值Δr的绝对值由大到小依次为: Mg, Cu, Zn。因此, 在发生固溶体原子置换时, Mg, Cu元素原子引发的晶格畸变较Zn严重。从表1合金实测成分可知, 7055合金中Cu含量较高, 初始电导最低。 4种合金随Cu含量的降低, 初始电导依次增加。

图2 4种不同合金电导率随淬火端部距离变化曲线

Fig.2 Hardenability chart about electrical conductivity of four studied alloys

(1) 7056 alloy; (2) 7150 alloy; (3) 7055 alloy; (4) 7050 alloy

表2所示为4种合金电导率的提升率。因随着淬火距离的加深, 4种合金淬火析出难易程度不同, 淬火敏感性越高的合金, 淬火过程中越容易析出第二相, 进而导致固溶体的固溶度下降, 晶格畸变减小, 电导率随之增大越明显。其中7055合金在120 mm处电导率较端部5 mm处增加了10.27%, 增加较大; 而7050合金和7056合金在120 mm处电导率较端部5 mm处分别增加4.76%和5.67%, 增加量相对较小。显然, 7050及7056合金淬火敏感性较低。

表2 4种合金端淬电导率

Table 2 Electrical conductivity of four studied alloys (MS·m^-1)

Alloy	Distance/mm		Increase/%
Alloy	5	120	Increase/%
7050	18.9	19.8	4.76
7150	18.6	20.4	9.68
7055	18.5	20.4	10.27
7056	19.4	20.5	5.67

2.1.2 Al-Zn-Mg-Cu超强合金淬火温区相平衡分析

图3所示为7056, 7150, 7050, 7055合金等温 (470 ℃) 等Zn截面相图。依照各合金成分范围画出相应区域, 可见仅7056合金成分完全处在α单相区以内, 其他3种合金均有大部分成分范围超过极限固溶度线, 位于α+S两相区。图3中黑点为实验用合金成分在相图中的位置, 7056合金距极限固溶度线较远, 470℃下大部分合金元素易溶解到基体中, 且无粗大析出相生成; 其他3种合金均靠近极限固溶度线。在实际非平衡凝固条件下, 合金含量较高处将难以彻底溶解, 形成残留的粗大未溶相, 该相将在后续淬火过程中成为淬火析出相的异质形核中心, 提高淬火敏感性, 使合金力学性能下降。这是7056合金淬火敏感性较低的原因之一。

图4为7050, 7150, 7055, 7056合金所处的等Zn等Mg变温截面相图。由图4可知, 4种合金中, Cu含量较低的7056合金α相 (铝基固溶体) 的稳定温区极限温度最低, 淬火中α相的热力学稳定性较高。这也是7056合金淬火敏感性较低的原因之一。 7050, 7150, 7055, 7056 合金中, 7050合金淬火敏感性最低应该与该合金的合金元素含量最低、淬火固溶体过饱和程度最低有关。 7050合金的合金元素含量最低使得其硬度和强度水平最低, 难以适应超强和高淬透性兼备的时代要求。

2.1.3 7150, 7055, 7056合金显微组织

图5所示为7150, 7055, 7056合金距离淬火端1, 45, 145 mm的金相组织, 淬火端部 (1 mm) 3种合金析出状态相似, 大角度晶界平直, 晶粒内部无粗大析出相, 合金完全淬透; 随着淬火距离的增加, 冷却速率减缓, 7150, 7055合金在45 mm处晶粒内部析出相数量明显增多, 如图5 (b, e) , 而7056合金在45 mm处晶粒内部逐渐出现明显析出相, 但数量较7150, 7055合金少; 3种合金晶粒内析出相在145 mm处数量达到最多。

图6为3种不同合金距离淬火端5及120 mm处的SEM图。在距淬火端5 mm处, 3种合金均未见1 μm左右大小的淬火析出相, 尺寸在4 μm左右的粗大白色相为之前工艺中所未消除的残余结晶相 (C处, L处, K处) , 经能谱分析该相多为Al₇Cu₂Fe及S相 (Al₂CuMg) 。

图3 7050, 7150, 7055, 7056合金所处的470 ℃等温等Zn相图

Fig.3 Phase diagrams with same Zn and same temperature (470℃) of four studied alloys

(a) 7050 alloy (5.97Zn) ; (b) 7150 alloy (6.71Zn) ; (c) 7055 alloy (7.93Zn) ; (d) 7056 alloy (9.28Zn)

图4 7050, 7150, 7055, 7056合金所处的等Zn等Mg变温截面相图

Fig.4 Phase diagrams with same Zn and same Mg variable temperature section of four studied alloys

(a) 7050 alloy; (b) 7150 alloy; (c) 7055 alloy; (d) 7056 alloy

图5 7150, 7055, 7056合金距淬火端不同距离金相图

Fig.5 OM images of metallography of three alloys at different distances from end of quenching

7150 alloy: (a) 1 mm; (b) 45 mm; (c) 145 mm;7055 alloy: (d) 1 mm; (e) 45 mm; (f) 145 mm;7056 alloy: (g) 1 mm; (h) 45 mm; (i) 145 mm

图6 7150, 7055, 7056合金SEM图

Fig.6 SEM images of three studied alloys

7150 alloy: (a) 5 mm; (b) 120 mm;7055 alloy: (c) 5 mm; (d) 120 mm;7056 alloy: (e) 5 mm; (f) 120 mm

表3 图6中第二相成分分析结果

Table 3 Results about constituent of precipitated-phase in Fig. 6 (%, mass fraction)

Label	Al	Zn	Mg	Cu	Fe
A	45.70	27.14	15.20	11.96	-
B	67.62	17.3	8.79	6.29	-
C	76.97	-	-	14.87	6.26
D	59.20	-	20.44	20.36	-
E	80.59	8.15	7.91	3.35	-
F	75.82	-	-	16.05	6.95
G	90.43	3.44	6.13	-	-
H	55.80	-	22.08	19.54	-
J	84.30	5.38	8.03	2.28	-
K	56.10	-	18.85	11.33	12.19
L	69.44	1.74	11.10	0.58	17.14

在距淬火端120 mm处, 7055合金除粗大残余结晶相外 (H处, J处) , 还可在图6 (d) 中发现大量小于 1 μm的细小析出相 (N处) , 该相多呈条纹状, 且互相断续连接, 与合金晶界形状类似, 且在距淬火端 5 mm处未见类似析出相, 推测该相为在晶界上富集析出的淬火析出相, 这与董鹏轩等 ^[18] 研究的组织形貌一致; 7150合金同样能发现类似淬火析出相, 如图6 (b) 中M处; 而7056合金除粗大残余结晶相外 (A处) , 仅在图下方发现少量淬火析出相 (B处) , 其他部位析出不明显, 如图6 (f) 。显然, 7150, 7055合金淬火敏感性较高, 7056合金淬火敏感性较低。

图7为3种合金距淬火端5 mm以及120 mmTEM图。在距淬火端5 mm处, 3种合金晶界均呈断续分布, 如图7 (a～c) 。 7150合金及7056合金晶界形貌相近, 析出相尺寸较细长。在距淬火端120 mm处, 7150合金晶界上析出相尺寸粗大, 形貌与7056合金相近, 如图7 (d) , 晶粒内形成了部分针状粗大相B, 为粗大η相, 这与张新明等 ^[19,20] 的研究结果一致, 含量尺寸较7055合金 (C处) 少, 部分合金中析出的平衡相 (B中黑点) 由于比表面积大等因素, 易成为η相的异质形核中心 ^[21] , 如图7 (g) ; 7055合金在晶界处析出相充分长大, 形成较粗大的晶界析出相, 该相呈断续分布, 周围可见明显无沉淀析出带 (PFZ区) , 如图7 (e) , 晶粒内部形成大量针状粗大相 (C处) ; 7056合金晶界析出相粗大, 断续分布, 无析出带宽度与7150合金相近, 晶粒内部同样出现粗大η相, 但较7055, 7150合金少。据图7可知, 5 mm处7056合金晶界析出相尺寸与其余两合金的晶界析出相尺寸相差不大, 120 mm处晶界析出相尺寸与7150合金相近, 晶粒内部析出相数量尺寸最小。显然, 7056合金淬火敏感性较7150, 7055合金低。

图7 7150, 7055, 7056合金TEM图

Fig.7 TEM images of three studied alloys

7150 alloy: (a) 5 mm; (d, g) 120 mm;7055 alloy: (b) 5 mm; (e, h) 120 mm;7056 alloy: (c) 5 mm; (f, i) 120 mm

2.2 Cu含量对7056合金硬度、电导率和拉伸力学性能的影响

2.2.1 Cu含量对7056合金硬度电导率的影响

表4所示为依据7056合金Cu含量上下限所配置的4种合金实测成分, 图8为4种合金在T6峰时效状态下的硬度电导。在该时效状态下, 随着Cu含量的降低, 硬度变化不明显, 略微呈现下降趋势, 电导率呈现上升趋势。

图8 不同Cu含量7056合金的硬度电导

Fig.8 Hardness and electrical conductivity of different copper content of studied 7056 alloys

表4 4种不同Cu含量7056合金实测成分

Table 4 Chemical compositions of four different copper content of studied 7056 alloys (%, mass fraction)

Alloy	Zn	Mg	Cu	Zr	Fe	Si	Ti	Al
1	9.08	1.90	1.03	0.11	<0.01	<0.01	<0.01	Bal.
2	8.93	1.93	1.56	0.11	<0.01	<0.01	<0.01	Bal.
3	9.15	1.82	1.88	0.11	<0.01	<0.01	<0.01	Bal.
4	9.11	1.85	2.10	0.11	<0.01	<0.01	<0.01	Bal.

2.2.2 Cu含量对7056合金拉伸性能的影响

图9为T6峰时效状态下, 4种不同Cu含量7056铝合金的抗拉强度、屈服强度以及延伸率。 4种合金抗拉强度处在675～685 MPa之间, 屈服强度处在625～635 MPa之间, 强度上差别不大, 处于同一等级, 如图9 (a) 。延伸率在10%～11%区间内波动, 无明显规律, 且差别不大。

图9 不同Cu含量7056合金的拉伸性能

Fig.9 Tensile properties of different copper content of studied 7056 alloys

(a) Strength; (b) Elongation

图10 7056合金不同Cu含量淬火敏感性曲线

Fig.10 Quenching sensitivity chart of four studied alloys of 7056

(a) Measured value of hardness; (b) Retention value of hardness; (c) Measured value of electrical conductivity (1) 7056-1.03Cu; (2) 7056-1.56Cu; (3) 7.56-1.88Cu; (4) 7056-2.10Cu

2.3 Cu含量对7056合金淬火敏感性的影响规律

2.3.1 端淬法淬火敏感性测试结果

图10为端淬法制备的7056合金淬透性曲线。 4种合金完全淬透部分硬度均处在HV 195～200之间, 差别较小; 其中, 高Cu合金硬度下降明显, 如图10 (a) 中3 (1.88Cu) , 4 (2.1Cu) 号合金。从4种合金硬度保留值曲线可知, 随着Cu含量的降低, 淬火敏感性有显著下降。当Cu含量由2.1%降低到1.88%, 以及1.56%降低到1.03%时, 淬火敏感性下降不明显; 而当Cu含量从1.88%下降到1.56%时, 合金淬透深度提高了20 mm以上。随Cu含量的降低, 7056合金淬火敏感性有降低的趋势; Cu含量在大约 1.5%～1.8%左右时, 淬火敏感性波动较大, 过高或过低的Cu对淬火敏感性影响较小。

图10 (c) 为4种合金随淬火距离增加, 电导率的变化情况; 表5为归纳统计的电导率提升率。由图10以及提升率结果可知, 随Cu含量的降低, 电导率的提升率趋势逐渐减缓, 高Cu (2.1Cu) 时电导率提升值达12.3%, 而低Cu (1.03Cu) 合金电导率提升值仅4.95%。显然, 降低Cu元素含量极大的降低了7056合金的淬火敏感性。

表5 4种合金电导率提升值

Table 5 Percentage increase of conductance of four studied alloys (MS·m^-1)

Alloy	Distance/mm		Increase/%
Alloy	0	140	Increase/%
1	20.2	21.2	4.95
2	19.3	20.7	7.25
3	19.2	21.1	9.90
4	18.7	21.0	12.30

2.3.2 Cu合金成分对7056超强合金淬火温区相平衡分析

图11为7056合金等Zn等Mg变温截面相图。由图11可见, 在低于500 ℃后, 合金在不同Cu含量下出现多种相区: α单相区、 α+η、 α+S两相区、 α+η+S、 α+η+θ三相区以及α+η+θ+S四相区。一方面, 随着Cu含量的提升, 合金成分所处位置逐渐由单相区、两相区向三相区、四相区过渡, 单相区的稳定温区缩窄, 淬火过饱和固溶体的稳定性降低, 合金淬火敏感性提升。另一方面, 当Cu含量高于1.6%时, 合金中易生成更多的粗大结晶相, 这些相越多, 后续热加工中越难彻底溶解, 而这些未溶相极易成为淬火析出相的异质形核中心, 提高合金淬火敏感性。

图12为不同Cu含量7056合金在470 ℃等温等Cu截面相图。在470 ℃下, 随着Cu含量的提升, α单相区Zn, Mg极限固溶度下降, α+η、 α+S两相区、 α+η+S三相区以及α+η+S+T四相区扩大。在固溶过程中, 合金的平均成分虽未处在多相区内, 但成分偏析处, 合金含量极易产生波动, 极限固溶度线越靠左, 固溶线越低, 固溶度越小, 合金偏析处的相越难溶解彻底, 这也是高Cu含量7056合金淬火敏感性较高的原因之一。