中文摘要：

非等温时效工艺在7xxx铝合金中的应用有望实现精细的组织控制、获得良好的综合性能，满足航空技术的应用需求。该工艺的优势已经在前期研究中得到证实，但是相关的基础理论尚缺乏系统研究。为此，申请者拟对7A85合金的非等温时效行为开展系统研究，在析出相精细表征的基础上揭示非等温时效行为的热/动力学机理，获得析出行为规律并阐明其机理；结合力学性能的测试研究多尺度、多结构析出相共存时的强韧化机理；通过电化学分析和微区腐蚀行为的表征系统研究非等温时效态合金的腐蚀行为，揭示腐蚀发生、发展的规律和机理。本研究的开展可为非等温时效工艺的设计提供理论基础，并有望拓宽铝合金时效析出行为调控的范围，丰富铝合金的时效析出、时效强化机理和腐蚀理论。

结论摘要：

7A85铝合金具有极佳的淬透性，是制造超大规格航空构件的铝合金材料。但是传统的等温工艺应用于大型构件是其可控性不佳、工艺效率较低。本研究针对这一问题开展研究，系统分析了非等温时效过程中合金的析出行为、时效硬化效应以及性能变化的规律和机理。7A85铝合金在线性升温过程中的主要析出序列为SSS→ G.P.区→η'相 (过渡相) → η相 (平衡相)。G.P.区、η'相和η相的形核温度区间分别为<80℃、150℃~170℃和211℃~226℃。升温时效后期，沉淀相的粗化速度显著加快。直接降温时效初期，大量晶内析出相短时内便完成了快速形核、长大的过程，与传统时效工艺相比直接降温具有较高的时效效率；降温时效后期，晶内发生二次析出，得到尺寸更为细小、弥散分布的η'相。降温时效工艺可促进溶质原子充分析出，同时抑制原有析出相长大的目的。三种工艺晶界组态差别较大。线性升温工艺的晶界析出相粗大，PFZ较窄；直接降温工艺则相反，晶界析出相较小、分布密集，PFZ宽大。通过适当的参数调节，降温NIA工艺和复合NIA工艺均可能在获得峰时效强度的情况下大大提高合金的耐腐蚀性能，其中典型复合工艺获得的典型综合性能为抗拉强度552 MPa，屈服强度530 MPa，延伸率14.9%。.在典型降温时效和复合时效中获得的7A85合金样品其断裂韧性(T-L向)最高分别达到47 MPa？m1/2、及49.6 MPa？m1/2 ，显著高于T74态合金。在7050合金升—降温复合时效过程中，合金在升温阶段的组织、电导率及耐腐蚀性能的演化规律与此前多数的研究一致即随着时效的进行，晶界沉淀相尺寸增大、离散度增加，合金的电导率也同时持续升高，该阶段合金的耐应力腐蚀性能逐渐提高。在降温阶段，尤其是在130~100℃的工艺末期观察到了完全不同的现象晶界沉淀逐渐由离散分布转化为准连续分布，同时合金的电导率保持不变甚至降低(130~100℃), 但是合金的耐应力腐蚀性能持续升高，至工艺结束时达到最高水平。Cu元素在晶界位置的分布状况对应力腐蚀行为的影响非常显著。