摘要:铝合金作为非钢质结构材料,在地质勘探、石油开采和科学钻探等领域的深井钻探中得到广泛应用。随着大陆及海洋深部油气钻探需求日益增加,对钻探装备和工具的综合性能提出了更高的要求。高强度铝合金以高比强度、低刚度和高耐腐蚀性能等显著优点,已在大位移井、定向井和超深井钻探中得到广泛应用。然而,目前对钻杆用7075超硬铝合金的热加工性能缺乏系统研究。为解决该问题,对7075铝合金在不同轧制温度下的组织演变和力学性能进行了系统地分析和研究。通过光学显微镜和X射线对合金晶粒尺寸和第二相的分布情况进行了观察分析,利用万能试验机对合金的抗拉强度和断裂延伸率等力学性能进行了研究。结果表明,随着轧制温度的升高,7075铝合金的组织和力学性能均会发生显著变化。在轧制温度250—350 ℃范围内,7075铝合金晶粒尺寸先增大后减小,晶粒当量直径平均值从215 μm增加至257 μm,后又减小至220 μm;当轧制温度为400 ℃时,合金的晶界组织不明显,原始粗大晶界逐步消失,出现了细小球状晶粒且当量直径平均值减小至47 μm。抗拉强度结果表明,随着轧制加工温度从250 ℃升高到400 ℃时,7075铝合金的抗拉强度变化的趋势为先减小后增大。当轧制温度为350 ℃时抗拉强度达到最低值521 MPa,当轧制温度为400 ℃时抗拉强度达到最大值570 MPa。此外,高的轧制温度(400 ℃)能显著增强7075铝合金的强度和塑性。拉伸断口的SEM图像显示,轧制温度400 ℃时,7075铝合金样品的断裂方式从偏脆性断裂变为偏韧性断裂。因此,轧制温度400 ℃被认为是7075铝合金适宜的热轧加工温度。本研究为不同轧制温度对轻质高强7075铝合金的力学性能影响规律提供了理论支撑。