7050铝合金因其优异的强度-韧性平衡（特别是厚板方向性能）成为飞机翼梁、起落架的关键材料^[1]。其T7451峰值时效态组织包含细小的η'强化相与离散分布的晶界析出相（GBPs）^[2]。然而在高温服役环境（如发动机舱>120℃）下，组织失稳导致的性能衰退是制约其可靠性的核心问题。

金相组织演变（尤其是晶界结构） 是评估合金热稳定性的直接依据。现有研究多聚焦于析出相纳米结构（TEM尺度），对金相尺度（OM） 的组织演化系统性不足。本文以7050铝合金为对象，通过热暴露实验结合金相学分析手段，重点揭示组织宏观/微观演变规律，为高温应用提供组织调控依据。

1 实验材料与方法

本试验选用7050铝合金板材，将材料分别进行105℃、115℃、129℃、135℃、147℃，157℃下24小时的热暴露模拟。试验完成后试样在Axio vert Al金相显微镜下进行组织观察，采用 Keller试剂腐蚀进行腐蚀，使用JMHVS-1000-XYZ型全自动精密显微硬度计进行显微硬度测试。

2 结果与讨论

2.1 热暴露对硬度的影响

图1为不同热暴露制度对7050合金锻板硬度的影响，7050-T76合金经105–157℃/24h热暴露后硬度显著下降，整体呈温度依赖性衰减。原始硬度203 HV随温度升高递减至177HV（157℃），降幅达15%。反常的是147℃暴露硬度（180 HV）高于135℃（175 HV），暗示局部组织回溶或成分起伏。该现象需结合显微组织验证，但普遍规律表明：高温加速η'相粗化与晶界PFZ增宽，削弱析出强化与晶界阻碍作用，导致硬度衰退。 

图1热暴露对7050合金维氏硬度的影响

2.2 热暴露对组织的影响

由图2可知，T76态和热暴露后的7050合金的晶界均存在黑色粗大第二相，随着热暴露温度的增加，粗大的第二相的尺寸和数量都有所增加，随着热暴露时间的进行，析出相逐渐长大，粗化速率逐渐减小，即尺寸增加减缓。研究表明粗大的第二相为Al₇Cu₂Fe相，且为高温稳定相。热暴露的温度升高，晶界附近的Cu、Fe原子扩散至晶界，促使晶界的第二相长大，使晶界处的第二相出现断续连接。且随着热暴露的进行，基体组织出现再结晶，表明多级热暴露改变了基体的晶体结构。

图2 7050合金锻板热暴露前后的金相组织，（a）T76态，（b）-（g）分别为105℃-157℃的金相组织

3 结论

1、7050-T76合金经105–157℃/24h热暴露后，硬度从203 HV降至177 HV（157℃），降幅达15%。147℃硬度异常回升（180 HV）暗示局部组织存在非平衡演变（如相回溶或成分偏聚）。

2、热暴露促使晶界相尺寸与数量增加。高温加速Cu、Fe原子晶界扩散，导致第二相断续连接，弱化晶界结合强度。

参考文献

[1] Heinz A, et al. Recent development in aluminium alloys for aerospace applications[J]. Materials Science and Engineering: A, 2000, 280(1): 102-107.
[2] Liu S D, et al. Microstructure evolution of 7050 aluminum alloy during retrogression and re-ageing heat treatment [J]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2014, 24(7): 2209-2216.

作者简介：

1. 姚芳（1995.06-），女，侗族，贵州铜仁人，硕士研究生，工程师，研究方向：铝合金成型。

2. 田源（1995.01-），男，汉族，贵州遵义人，硕士研究生，工程师，研究方向：金属冶金热处理。