T77鋁材助推我國(guó)躋身世界鋁加工業(yè)強(qiáng)國(guó)之列
2018年09月18日 10:25 9569次瀏覽 來源： 中國(guó)有色金屬報(bào) 分類： 鋁資訊 作者： 王祝堂
T77是一種美國(guó)鋁業(yè)公司有專利的熱處理工藝，它是變形鋁合金熱處理工藝中一顆燦爛的明珠。這種工藝名為回歸時(shí)效處理（Retrogression and Reaging Treatment），即RRT處理，也可以稱之為RRA處理，是R·M·Cina(西納)首先提出，由美國(guó)鋁業(yè)公司技術(shù)中心付諸工業(yè)化生產(chǎn)的，它適用于Al-Cu-Mg、Al-Mg-Si、Al-Zn-Mg-Cu系合金，現(xiàn)在多用于7075、7050、7055等合金。
T77板材與擠壓材主要用于制造飛機(jī)，在ARJ21飛機(jī)中，鋁合金零部件質(zhì)量占飛機(jī)凈質(zhì)量的70%，而在用的鋁合金中，T77用得多，估計(jì)可達(dá)20%。
在大飛機(jī)C919制造中也用了一些T77材料，如機(jī)翼上蒙皮為7055-T7751、中機(jī)身龍骨梁緣條為7150-T7511、機(jī)頭前壓力框加強(qiáng)件為7150-T77511合金制造。
天津忠旺板帶有限公司從艾伯納工業(yè)爐有限公司引進(jìn)了一臺(tái)139m長(zhǎng)的T77時(shí)效爐，2017年投產(chǎn)，可處理板材尺寸（寬X厚X長(zhǎng)）：（1000~4300）mmX(4~250)mmX39m,單板最大質(zhì)量25噸,設(shè)定爐溫精度±1℃，爐氣溫度精度±2℃，板材溫度均勻性±1.5℃，單板溫度精度±1℃。這是到2018年為止中國(guó)引進(jìn)與投產(chǎn)的唯一的處理線，也可能是除美國(guó)以外僅有的一條T77處理線。未來中國(guó)南山集團(tuán)也可能引進(jìn)這類生產(chǎn)線。
在當(dāng)今的大型航空航天器鋁材生產(chǎn)企業(yè)中，必須批量生產(chǎn)T77鋁材，否則就不是一個(gè)躋身世界先進(jìn)水平的航空航天器鋁材骨干供應(yīng)商。
下面筆者簡(jiǎn)要介紹一下鋁材的幾種基本狀態(tài)及經(jīng)過T77處理后的狀態(tài)。
T3：固溶處理后（淬火）進(jìn)行冷加工或矯直、矯平以提高其強(qiáng)度性能，再進(jìn)行自然時(shí)效的狀態(tài)，可簡(jiǎn)單地表述為：固溶處理+冷加工+自然時(shí)效。
T4：固溶處理后自然時(shí)效狀態(tài)到穩(wěn)定的狀態(tài)，不過固溶處理后可對(duì)材料進(jìn)行矯直、矯平之類作業(yè)，但對(duì)力學(xué)性能無可見的影響，可表述為固溶處理+矯直矯平+自然時(shí)效4天以上，90%以上的2XXX系合金都處于此狀態(tài)。
T5：在高溫成形過程（擠壓）中對(duì)材料進(jìn)行固溶處理，然后進(jìn)行人工時(shí)效的狀態(tài)，固溶處理后可進(jìn)行在線拉伸，可簡(jiǎn)述為：在線固溶處理（風(fēng)冷或水冷或氣霧冷）+拉伸矯直+人工時(shí)效，建筑擠壓鋁材幾乎全是這種狀態(tài)。
T6：固溶處理與矯直、矯平處理再進(jìn)行人工時(shí)效的狀態(tài)，可表述為：固溶處理+矯直或矯平+在人工時(shí)效到最大強(qiáng)度的狀態(tài)，所有熱處理可強(qiáng)化合金材料或工件都可以處理成這種狀態(tài)。在全世界生產(chǎn)的鋁材中，約有20%是在這種狀態(tài)下應(yīng)用的。
T7：固溶處理+過時(shí)效的狀態(tài)。適用于7XXX系合金，在固溶處理后為獲得高的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能與抗剝落腐蝕而采取過時(shí)效處理，強(qiáng)度性能在時(shí)效曲線上越過了峰值點(diǎn)的產(chǎn)品。
T7、T7X（T73、T74、T76、T77）、T77XXX（T77510、T77511）、T7XXX(T7451、T7351、T7452、T7751、T7651)都是為了7XXX合金具有高的抗應(yīng)力腐蝕開裂及抗剝落腐蝕性能而開發(fā)的熱處理工藝，同時(shí)都是美國(guó)鋁業(yè)公司（Alcoa）匹茲堡技術(shù)中心的科研成果，更具體地說，它們適用于近三四十年來注冊(cè)的新型高強(qiáng)韌合金，如7050、7150、7055等等。
T73：固溶處理后進(jìn)行過時(shí)效處理的狀態(tài)，這種狀態(tài)既有高的力學(xué)性能又有優(yōu)秀的抗應(yīng)力腐蝕開裂性能，不過在T7X狀態(tài)材料中，它的強(qiáng)度雖最低，但抗腐蝕性能卻最高。
T74：固溶處理+過時(shí)效處理狀態(tài)。該狀態(tài)材料的強(qiáng)度性能大于T73材料，但小于T76材料，不過它的抗腐蝕性能低于T73材料。
T76：固溶處理+過時(shí)效處理狀態(tài)。它的強(qiáng)度性能小于T6材料，卻大于T73材料，其抗應(yīng)力腐蝕開裂性能不如T73、T74狀態(tài)材料，但仍有相當(dāng)強(qiáng)的抗剝落腐蝕性能。
7150與7055合金有很好的綜合性能，是第四代超硬鋁的代表，7150合金1978年注冊(cè)，7055合金1999年注冊(cè)，它們的成分見表。
7050型及7055型合金都是在T7X、T7XX、T7XXX等狀態(tài)下應(yīng)用的新型合金，是我們常說的高強(qiáng)韌合金的典型代表，它們?cè)诔煞址矫娴奶攸c(diǎn)是合金元素總含量高，雜質(zhì)含量低，生產(chǎn)技術(shù)難度大。
RRA的處理工藝分4步：固溶處理約480℃，依具體合金而定，保溫時(shí)間決定于合金和材料尺寸，加熱速度可慢一些，但淬火速度（WQ），轉(zhuǎn)移時(shí)間宜快，水的溫度不宜＞35℃，容量應(yīng)足夠大；第二步為約120℃進(jìn)行人工時(shí)效；第三步為在約200℃進(jìn)行回歸處理，這一步最關(guān)鍵，升溫與降溫速度宜快，同時(shí)保溫時(shí)間極短，以秒計(jì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化處理實(shí)屬不易，需要專業(yè)設(shè)備；第四步為再時(shí)效。
中國(guó)什么時(shí)候能商業(yè)化生產(chǎn)7050、7150、7055合金37.5m長(zhǎng)的厚板，并進(jìn)入波音、空客、中國(guó)商飛公司等的鋁材供應(yīng)商名錄，并被長(zhǎng)期使用之時(shí)，就是中國(guó)成為世界鋁加工產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國(guó)之日。還將成為世界三大航空航天鋁材強(qiáng)國(guó)之一，并進(jìn)而與奧科寧克鋁業(yè)公司平分秋色。（王祝堂）
責(zé)任編輯：王慧
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